jpegdoc.cpp

图象压缩算法的实现,十分具有参考价值的,赫赫有名

	time( &tBegin );	
	if(!file.Open(pszFilename,CFile::modeCreate|CFile::modeWrite))
		return(FALSE);
	unsigned short int filehead=0xd8ff;					//JPEG标识符FFD8(16bit)
	unsigned char app0[18]={0xFF,0xE0,0x00,0x10,0x4A,0x46,0x49,0x46,0x00,0x01,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x00};
	unsigned char quant0[5]={0xFF,0xDB,0x00,0x43,0x00};	//量化表标记头的前几个字节，后接具体的量化表。
	unsigned char quant1[5]={0xFF,0xDB,0x00,0x43,0x01};
	unsigned char GreyFrame[13]={0xff,0xc0,0x00,0x0b,0x08,0,0,0,0,0x01,0x01,0x11,0x00};
	unsigned char ColorFrame[19]={0xff,0xc0,0x00,0x11,0x08,0,0,0,0,0x03,0x01,0x22,0x00,
								0x02,0x11,0x01,0x03,0x11,0x01 };	//真彩色帧开始的标识符
	unsigned char LumDchuffman[5]={0xff,0xc4,0x00,0x1f,0x00};
	unsigned char LumAchuffman[5]={0xff,0xc4,0x00,0xb5,0x10};
	unsigned char ChrDchuffman[5]={0xff,0xc4,0x00,0x1f,0x01};
	unsigned char ChrAchuffman[5]={0xff,0xc4,0x00,0xb5,0x11};
	unsigned char GreySos[10]={0xff,0xda,0x00,0x08,0x01,0x01,0x00,0x00,0x3f,0x00};//扫描开始(SOS)标记符
	unsigned char ColorSos[14]={0xff,0xda,0x00,0x0c,0x03,0x01,0x00,0x02,0x11,0x03,0x11,0x00,0x3f,0x00};//扫描开始(SOS)标记符
	unsigned char eoi[2]={0xff,0xd9};					//文件结束标识符End of Image
	GreyFrame[5]=ColorFrame[5]=height/256;
	GreyFrame[6]=ColorFrame[6]=height%256;	//图像的高度
	GreyFrame[7]=ColorFrame[7]=width/256;
	GreyFrame[8]=ColorFrame[8]=width%256;	//图像的宽度	
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

	file.Write(&filehead,sizeof(unsigned short int));	//写JPEG标识符FF D8
	file.Write(app0,18);								//写app0
	file.Write(quant0,5);									//写量化表标记头前5个字节
	file.Write(LumQuantTable,64);						//写量化表的64个字节
	if(m_bit24==1)
	{
		file.Write(quant1,5);
		file.Write(ChrQuantTable,64);
		file.Write(ColorFrame,19);							//写帧开始(SOF)的标识符
	}
	else if(m_bit24==0)
	{
		file.Write(GreyFrame,13);
	}
	file.Write(LumDchuffman,5);file.Write(LumDCHuffmanBit+1,16);/*从DCHuffmanBit数组的第二位开始写*/file.Write(LumDCHuffmanVal,12);
	file.Write(LumAchuffman,5);file.Write(LumACHuffmanBit+1,16);/*从ACHuffmanBit数组的第二位开始写*/file.Write(LumACHuffmanVal,162);
	if(m_bit24==1)
	{
		file.Write(ChrDchuffman,5);file.Write(ChrDCHuffmanBit+1,16);/*从DCHuffmanBit数组的第二位开始写*/file.Write(ChrDCHuffmanVal,12);
		file.Write(ChrAchuffman,5);file.Write(ChrACHuffmanBit+1,16);/*从ACHuffmanBit数组的第二位开始写*/file.Write(ChrACHuffmanVal,162);
	}
	if(m_bit24==1)
	{
		file.Write(ColorSos,14);						//写真彩色图像SOS标记符
	}
	else if(m_bit24==0)
	{
		file.Write(GreySos,10);							//写灰度图像SOS标记符
	}
	WriteHuffmanData();									//开始向JPEG文件中写入数据
	WriteSurplus();


	file.Write(eoi,2);									//写JPEG文件结束标识符
	file.Close();

	time( &tEnd );
	double nCostTime = difftime( tEnd, tBegin );	
	CString strCostTime;
	strCostTime.Format("JPEG编码完成!\n共花%.0lf秒", nCostTime);
	AfxMessageBox(strCostTime);	
	WaitCursorEnd();									//结束等待光标
	return(TRUE);
}

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//
//
//
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BOOL CDib::Draw(CDC *pDC,int nX,int nY)
{
//	如果没有数据，不能显示
	if(m_pDib==NULL)
		return(FALSE);
//	得用StretchDIBits绘制位图
/*	函数原型为：
	int StretchDIBits
		(	HDC hdc,						//设备上下文的句柄
			int XDest,int YDest,			//目标矩形的左上角X和Y坐标值
			int nDestWidth,int nDestHeight,	//目标矩形的宽度和高度
			int XSrc,int YSrc,				//源矩形的左上角X和Y坐标值
			int nSrcWidth,int nSrcHeight,	//源矩形的宽度和高度
			CONST VOID *lpBits,				//address of bitmap bits
			CONST BITMAPINFO *lpBitsInfo,	//指向BITMAPINFO结构的指针
			UNIT iUsage,					//使用标志，用于指明颜色是采用RGB还是调色板的索引值
			DWORD dwRop);					//指定图像操作代码
最后一个参数dwRop有以下一些常用的代码：
BLACKNESS		输出黑色
DSTINVERT		反转目的位图
MERGECOPY		用与操作把图案(Pattern)与源位图融合起来
MERGEPAINT		用或操作把反转的源位图与目的位图融合起来
NOTSRCCOPY		把源位图反转然后拷贝目的地
NOTSRCERASE		用或操作融合源和目的位图，然后再反转
PATCOPY			把图案拷贝到目的位图中
PATINVERT		用异或操作把图案与目的位图相融合
PATPAINT		用或操作融合图案和反转的源位图，然后用或操作把结果与目的位图融合
SRCAND			用与操作融合源位图和目的位图
SRCCOPY			把源位图拷贝到目的位图
SRCERASE		先反转目的位图，再用与操作将其源位图融合
SRCINVERT		用异或操作融合源位图和目的位图
SRCPAINT		用或操作融合源位图和目的位图
WHITENESS		输出白色
	
*/
	StretchDIBits(pDC->m_hDC,nX,nY,m_pBIH->biWidth,m_pBIH->biHeight,0,0,
		m_pBIH->biWidth,m_pBIH->biHeight,m_pDibBits,
		(BITMAPINFO *)m_pBIH,BI_RGB,SRCCOPY);
	return(TRUE);
}

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//
//
//
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BOOL CDib::SetPalette(CDC *pDC)
{
//	如果没有数据，不能设置调色板
	if(m_pDib==NULL)
		return(FALSE);
//	检查是不有调色板句柄，大于8位的位图其句柄为NULL
	if(m_Palette.GetSafeHandle()==NULL)
		return(TRUE);
//	选择并实现调色板
	CPalette *pOldPalette;
	pOldPalette=pDC->SelectPalette(&m_Palette,FALSE);
	pDC->RealizePalette();
	pDC->SelectPalette(pOldPalette,FALSE);
	return(TRUE);
}

void CDib::Show(CDC *pDC,int nX,int nY)
{
/*SetDIBitsToDevice的函数据原型
	int SetDIBitsToDevice(
		HDC hdc,						//设备上下文的句柄
		int XDest,int YDest,			//目标矩形的左上角X和Y坐标
		DWORD dwWidth,DWORD dwHeight,	//源矩形的宽度和高度
		int XSrc,int YSrc,				//源矩形的左下角的X和Y坐标
		UINT uStartScan,				//矩阵中的第一个扫描线
		UINT cScanLines,				//扫描线的数目
		CONST VOID *lpvBits,			//指向DIB颜色数据的指针
		CONST BITMAPINFO *lpbmi,		//指向BITMAPINFO结构的指针
		UINT fuColorUse);				//用于指明颜色是用用RGB还是调色板的索引值
*/
//	CWnd test;
//	CRect cr;
//	test.GetClientRect(cr);
//	int xx=cr.right/2;//,yy=cr.bottom/2;
	for(LONG y=0;y<height;y++)
		SetDIBitsToDevice(pDC->GetSafeHdc(),nX,nY+y,width,
		1,0,0,0,1,data[y],(BITMAPINFO *)m_pBIH,DIB_RGB_COLORS);
}

/*************************************************************************
 * 函数名称：   Pre_DCT()
 * 参数:
 * double * sourcedata	- 指向时域值的指针

 * 返回值:		无
 * 说明: 该函数用来实现8*8快速离散余弦变换。
 ************************************************************************/
void CDib::Pre_DCT(double * sourcedata)
{
	double const C1=0.9808;
	double const C2=0.9239;
	double const C3=0.8315;
	double const C4=0.7071;
	double const C5=0.5556;
	double const C6=0.3827;
	double const C7=0.1951;
	double S18,S27,S36,S45,S1845,S2736;
	double D18,D27,D36,D45,D1845,D2736;
	double * data;
	int i;
/*	for(i=0;i<64;i++)
	{
		sourcedata[i]=sourcedata[i]-128;//图象数据减去128
	}
*/
//  后面有专门的地方使亮度值减去128
//  行DCT变换
	data=sourcedata;
   for(i=0;i<8;i++)
   {
    S18=data[0]+data[7];
    S27=data[1]+data[6];
    S36=data[2]+data[5];
    S45=data[3]+data[4];
    S1845=S18+S45;
    S2736=S27+S36;

    D18=data[0]-data[7]; 
    D27=data[1]-data[6];
    D36=data[2]-data[5];
    D45=data[3]-data[4];
    D1845=S18-S45;
    D2736=S27-S36;

    data[0]=0.5*(C4*(S1845+S2736));
    data[1]=0.5*(C1*D18+C3*D27+C5*D36+C7*D45);
    data[2]=0.5*(C2*D1845+C6*D2736);
    data[3]=0.5*(C3*D18-C7*D27-C1*D36-C5*D45);
    data[4]=0.5*(C4*(S1845-S2736));
    data[5]=0.5*(C5*D18-C1*D27+C7*D36+C3*D45);
    data[6]=0.5*(C6*D1845-C2*D2736);
    data[7]=0.5*(C7*D18-C5*D27+C3*D36-C1*D45);
	data+=8;
   }

/////////////////////////////////////////////////////
//  列DCT变换
   data=sourcedata;
   for(i=0;i<8;i++)
   {
    S18=data[0*8]+data[7*8];
    S27=data[1*8]+data[6*8];
    S36=data[2*8]+data[5*8];
    S45=data[3*8]+data[4*8];
    S1845=S18+S45;
    S2736=S27+S36;

    D18=data[0*8]-data[7*8]; 
    D27=data[1*8]-data[6*8];
    D36=data[2*8]-data[5*8];
    D45=data[3*8]-data[4*8];
    D1845=S18-S45;
    D2736=S27-S36;

    data[0*8]=0.5*(C4*(S1845+S2736));
    data[1*8]=0.5*(C1*D18+C3*D27+C5*D36+C7*D45);
    data[2*8]=0.5*(C2*D1845+C6*D2736);
    data[3*8]=0.5*(C3*D18-C7*D27-C1*D36-C5*D45);
    data[4*8]=0.5*(C4*(S1845-S2736));
    data[5*8]=0.5*(C5*D18-C1*D27+C7*D36+C3*D45);
    data[6*8]=0.5*(C6*D1845-C2*D2736);
    data[7*8]=0.5*(C7*D18-C5*D27+C3*D36-C1*D45);
	data++;
   }
}

///////////////////////////////////////////////////////
//
//	对8＊8的图像块进行DCT变换,量化之后进行Z型扫描
//
///////////////////////////////////////////////////////
BOOL CDib::DCT(double * x,int n,unsigned char * QuantTable)
{	

	double * Light=new double[64];

	int i;
	for(i=0;i<n;i++)
		Light[i]=x[i];

	Pre_DCT(Light);    //二维DCT变换

//	对DCT系数进行量化，此处可调整量化矩阵，以调整JPEG文件的压缩比
	int quant_val[64];
	for(i=0;i<64;i++)
	{
		if(Light[i]>=0)
			quant_val[i]=(int)(Light[i]/QuantTable[i]+0.5);
		else
			quant_val[i]=(int)(Light[i]/QuantTable[i]-0.5);
	}
//	对量化矩阵进行Z型扫描
	for(i=0;i<64;i++)
		table[zig[i]]=quant_val[i];
	delete Light;
////////////////////////////////
	return TRUE;
}

//////////////////////////////////////////////////////
//
//						游程编码子程序
//
//////////////////////////////////////////////////////
int CDib::RLEProg()
{
//	C_RLE  RLE[64];
///////初始化RLE编码数组///////////
	for(int i=0;i<64;i++)
	{
		RLE[i].zero_num=0;
		RLE[i].digit=0;
	}
///////开始RLE编码////////////////
	int j=0;				//零的个数
	int	k=0;				//8＊8的数据块的游程长度
	int temp;				//由temp判断EOB的位置
	for(i=1;i<64;i++)		//去除Z型扫描之后的第一个元素，即DC的值
	{
		if(table[i]!=0)
			temp=i;			//此循环判断从哪一个元素开始以后的元素全为零
	}
	for(i=1;i<=temp;i++)
	{	
		if(table[i]==0)
		{
			if(j<16)		
				j++;
			else
			{
				RLE[k].zero_num=j-1;	//当连续零的个数为16时，存为(15,0)。此时j＝16，因此要减去1
				RLE[k].digit=0;
				j=0;
				k++;
			}
		}
		else
		{	
			RLE[k].zero_num=j;
			RLE[k].digit=table[i];
			j=0;
			k++;
		}		
	}
	if(temp!=63)			//当游程数为63时，不能写结束标识符EOB,即(0,0)。temp=63说明最后一位不是零，而是非零数。
	{
		RLE[k].zero_num=0;
		RLE[k].digit=0;		//写RLE编码的结束标志EOB,即(0,0)
		k++;				//k为RLE的总个数
	}
	return k;				//K为游程的长度
}

////////////////////////////////////////////////////////////
//    此函数可得到哈夫曼码表和码长
//    val为JPEG文件中存储的哈夫曼码表
//    bit为JPEG文件中存储的哈夫曼码表长度
//    由这两个参数可得到实际使用的不等长的哈夫曼码表
//    此处使用的是固定的哈夫曼码
////////////////////////////////////////////////////////////
//	此处代码是参考的书上的程序流程图
BOOL CDib::HuffmanTable(unsigned char *bit,unsigned char*val)
{
	int k=0,i=1,j=1;
	int lastk;
	char huffsize[162];
/////////////////////////////
	int code=0,si,p;
	int huffcode[162];
/////////////////////////////
//	int ehufco[251],ehufsi[251];
	while(i<=16)			//
	{
		while(j<=bit[i])
		{
			huffsize[k]=i;
			k=k+1;
			j=j+1;
		}		
		i=i+1;
		j=1;
	}
	huffsize[k]=0;
	lastk=k;

	p=0;
	code=0;
	si=huffsize[0];

	while(huffsize[p])
	{
		while(((int)huffsize[p])==si)
		{
			huffcode[p]=code;
			p++;
			code++;
		}	
		code<<=1;
		si++;
	}
	for(p=0;p<lastk;p++)
	{
		ehufco[val[p]]=huffcode[p];		//ehufco是哈夫曼的码表
		ehufsi[val[p]]=huffsize[p];		//ehufsi是哈夫曼的码表长度
	}
	return TRUE;
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
//此函数功能是把一幅图像经DCT，量化之后的数据由哈夫曼编码后依次存入文件
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

BOOL CDib::WriteHuffmanData()
{
	LONG r_width,r_height;
	int i,j;
	if(m_bit24==1)                    //能否被16整除
	{
		if(width%16==0)
			r_width=width;
		else
			r_width=width+16-width%16;    
		if(height%16==0)
			r_height=height;
		else
			r_height=height+16-height%16;
	}
	else if(m_bit24==0)
	{
		if(width%8==0)
			r_width=width;
		else
			r_width=width+8-width%8;
		if(height%8==0)
			r_height=height;
		else
			r_height=height+8-height%8;
	}