Java中JPEG压缩的自定量量化表

Question

正如标题所说，我正在尝试使用自定量量化表以JPEG格式压缩图像。我的问题是结果文件无法打开，错误是：

Quantization table 0x00 was not defined

.

这就是我的代码的样子：

        JPEGImageWriteParam params = new JPEGImageWriteParam(null);
        if (mQMatrix != null) {
            JPEGHuffmanTable[] huffmanDcTables = {JPEGHuffmanTable.StdDCLuminance, JPEGHuffmanTable.StdDCChrominance};
            JPEGHuffmanTable[] huffmanAcTables = {JPEGHuffmanTable.StdACLuminance, JPEGHuffmanTable.StdACChrominance};
            dumpMatrices(mQMatrix);
            params.setEncodeTables(mQMatrix, huffmanDcTables, huffmanAcTables);
        }

        ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();

        Iterator writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("JPEG");
        ImageWriter imageWriter = (ImageWriter) writers.next();

        ImageOutputStream imageOutputStream = ImageIO.createImageOutputStream(outputStream);
        imageWriter.setOutput(imageOutputStream);
        imageWriter.write(null, new IIOImage(mSourceImage, null, null), params);

        mCompressedImageSize = outputStream.size();

        try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(mOutFileName)) {
            fileOutputStream.write(outputStream.toByteArray());

        }
        mCompressedImage = ImageIO.read(new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray()));

. 我的猜测是它与元数据有关，但我没有运气找到解决方案。

谢谢， r。

更新：使用十六进制查看器，我确定量化表（DQT - 0xFF，0xDB部分）未被写入输出文件。我假设我必须强迫它以某种方式写入。

更新2：因此在实际调试执行之后，找到的是，如果表在参数对象中设置，则不会为量化不是霍夫曼表而生成元数据。如果缺少元数据，则表格不在文件中编写。事情是我没有办法自定义元数据的内容。

Answer 1

非常有趣的问题，不幸的是非微不足道......这是我所发现的：

首先，使用JPEGImageWriteParam.setEncodeTables(...)将无法执行。从 javadoc ：

设置用于编码缩写流的量化和霍夫曼表。

还从 JPEG元数据格式规范和使用说明：

此订购实现设计意图只有在没有其他源可用时的指定表的手段中，表才能将表格包含在生意区odicetagcode中，并且只有在没有使用已知非标准表的情况下写入缩写流时，才会发生这种情况压缩。

i.e，param选项只能用于写入“缩写流”（如果在读取时将提供表格，则在没有表的情况下查看jpegs）。结论：我们可以指定要使用JPEG编码的表的唯一方法是将其传递在元数据中。

从上面提到的相同文档中，除非压缩模式是生成的，否则元数据中的表将被忽略并替换，因此我们需要指定。

看看图像元数据DTD 用于元数据结构的文档。重要的部分是具有子节点的生成aceDetagcode和JPEGImageWriteParams节点，它们的“用户对象”s（不与普通DOM“userData”）。我们需要使用我们要使用的新表更新这些节点。

这是我想出的代码：

// Obtain qtables
mQMatrix = ...;

// Read source image
ImageInputStream imageInputStream = ImageIO.createImageInputStream(...);
ImageReader reader = ImageIO.getImageReaders(imageInputStream).next();
reader.setInput(imageInputStream);

mSourceImage = reader.read(0);
IIOMetadata metadata = null;

// We need the imageWriter to create the default JPEG metadata
ImageWriter imageWriter = ImageIO.getImageWritersByFormatName("JPEG").next();

if (mQMatrix != null) {
    dumpMatrices(mQMatrix);

    // Obtain default image metadata data, in native JPEG format
    metadata = imageWriter.getDefaultImageMetadata(ImageTypeSpecifier.createFromRenderedImage(m‌​SourceImage), null);
    IIOMetadataNode nativeMeta = (IIOMetadataNode) metadata.getAsTree("javax_imageio_jpeg_image_1.0");

    // Update dqt to values from mQMatrix
    NodeList dqtables = nativeMeta.getElementsByTagName("dqtable");
    for (int i = 0; i < dqtables.getLength(); i++) {
        IIOMetadataNode dqt = (IIOMetadataNode) dqtables.item(i);
        int dqtId = Integer.parseInt(dqt.getAttribute("qtableId"));
        dqt.setUserObject(mQMatrix[dqtId]);
    }

    // For some reason, we need dht explicitly defined, when using MODE_COPY_FROM_METADATA...
    NodeList dhtables = nativeMeta.getElementsByTagName("dhtable");

    // Just use defaults for dht
    JPEGHuffmanTable[] huffmanDcTables = {JPEGHuffmanTable.StdDCLuminance, JPEGHuffmanTable.StdDCChrominance};
    JPEGHuffmanTable[] huffmanAcTables = {JPEGHuffmanTable.StdACLuminance, JPEGHuffmanTable.StdACChrominance};

    // Update dht
    for (int i = 0; i < dhtables.getLength(); i++) {
        IIOMetadataNode dht = (IIOMetadataNode) dhtables.item(i);
        int dhtClass = Integer.parseInt(dht.getAttribute("class")); // 0: DC, 1: AC
        int dhtId = Integer.parseInt(dht.getAttribute("htableId"));

        dht.setUserObject(dhtClass == 0 ? huffmanDcTables[dhtId] : huffmanAcTables[dhtId]);
    }

    // Merge updated tree back (important!)
    metadata.mergeTree("javax_imageio_jpeg_image_1.0", nativeMeta);
}

ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
ImageOutputStream imageOutputStream = ImageIO.createImageOutputStream(outputStream);
imageWriter.setOutput(imageOutputStream);

// See http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/javax/imageio/metadata/doc-files/jpeg_metadata.html#tables
JPEGImageWriteParam params = new JPEGImageWriteParam(null);
params.setCompressionMode(metadata == null ? MODE_DEFAULT : MODE_COPY_FROM_METADATA); // Unless MODE_COPY_FROM_METADATA, tables will be created!

imageWriter.write(null, new IIOImage(mSourceImage, null, metadata), params);
imageOutputStream.close();

mCompressedImageSize = outputStream.size();

try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(mOutFileName)) {
    fileOutputStream.write(outputStream.toByteArray());
}

mCompressedImage = ImageIO.read(new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray()));

.