#topics h2 { background: rgba(43, 102, 149, 1); border-radius: 6px; box-shadow: 0 0 1px rgba(95, 90, 75, 1), 1px 1px 6px 1px rgba(10, 10, 0, 0.5); color: rgba(255, 255, 255, 1); font-family: "微软雅黑", "宋体", "黑体", Arial; font-size: 15px; font-weight: bold; height: 24px; line-height: 23px; margin: 12px 0 !important; padding: 5px 0 5px 10px; text-shadow: 2px 2px 3px rgba(34, 34, 34, 1) }
#topics h1 span { font-weight: bold; line-height: 1.5; font-family: "Helvetica Neue", Helvetica, Verdana, Arial, sans-serif; text-decoration: underline; text-shadow: 2px 2px 3px rgba(34, 34, 34, 1) }

  JPG编码的第3步是量化。对于经过离散余弦变化后的8*8block的数据,我们要对这8*8的数据进行量化。在JPEG中量化就是对数据V除以某个数Q,得到round(V/Q)代替原来的数据。然后在JPG解码的时候再乘以M得到V。

需要注意的是,量化会丢失图片精度,而且是不可逆的。

M的大小同时也影响压缩的效果。M越大压缩效果越好,但是图片精度损失越大。

图片引用自"Compressed Image File Formats JPEG, PNG, GIF, XBM, BMP - John Miano"[1]

1.JPEG的量化过程

首先我们会有一个8*8的量化表,这个表可以自定义,也可以用JPEG标准提供的量化表。

直接用我们的8*8的Block数据,除以对应的QuantizationTable的数据即可。

const Block QUANTIZATION_TABLE_Y = {16,  11,  10,  16,  24,   40,   51,   61,
12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55,
14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56,
14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62,
18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77,
24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92,
49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101,
72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99 }; const Block QUANTIZATION_TABLE_CBCR = { 17, 18, 24, 47, 99, 99, 99, 99,
18, 21, 26, 66, 99, 99, 99, 99,
24, 26, 56, 99, 99, 99, 99, 99,
47, 66, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99 };

量化表

假设我们的数据如左下,量化表如右下.

则round(V / A)就是我们需要的值了

2.代码

void JPG::quantization() {
for (uint i = 0; i < mcuHeight; i++) {
for (uint j = 0; j < mcuWidth; j++) {
MCU& currentMCU = data[i * mcuWidth + j];
//iterate over 每一个component Y, cb cr
for (uint componentID = 1; componentID <= 3; componentID++) {
//遍历block
for(uint ii = 0; ii < getVerticalSamplingFrequency(componentID); ii++) {
for(uint jj = 0; jj < getHorizontalSamplingFrequency(componentID); jj++) {
Block& currentBlock = currentMCU[componentID][ii * getHorizontalSamplingFrequency(componentID) + jj];
const Block& quantizationTable = getQuantizationTableByID(componentID);
//这一步就是对64个像素进行量化
for(uint index = 0; index < 64; index++) {
currentBlock[index] = currentBlock[index] / quantizationTable[index];
}
}
}
}
}
}
}

以上全部的代码在https://github.com/Cheemion/JPEG_COMPRESS/tree/main/Day4

完结

Thanks for reading,

Wish you have a good day.

>>>> JPG学习笔记5(待续)


参考资料

[1]https://github.com/Cheemion/JPEG_COMPRESS/blob/main/resource/Compressed%20Image%20File%20Formats%20JPEG%2C%20PNG%2C%20GIF%2C%20XBM%2C%20BMP%20-%20John%20Miano.pdf

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