Java의 JPEG 압축을 위한 사용자 정의 양자화 테이블

Question

제목에서 알 수 있듯이 사용자 정의 양자화 테이블을 사용하여 JPEG 형식의 이미지를 압축하려고 합니다.내 문제는 결과 파일을 열 수 없으며 오류는 다음과 같습니다.

Quantization table 0x00 was not defined

내 코드는 다음과 같습니다.

        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()));

내 생각에는 메타데이터와 관련이 있는 것 같지만 해결책을 찾지 못했습니다.

감사합니다, R.

업데이트:16진수 뷰어를 사용하여 양자화 테이블(DQT - 0xFF, 0xDB 섹션)이 출력 파일에 기록되지 않는 것을 확인했습니다.어떻게든 강제로 써야 할 것 같아요.

업데이트 2:따라서 실제로 실행을 디버깅한 후 내가 발견한 것은 테이블이 매개변수 개체에 설정되어 있으면 양자화 및 허프만 테이블에 대해 메타데이터가 생성되지 않는다는 것입니다.메타데이터가 누락되면 테이블이 파일에 기록되지 않는 것입니다.문제는 메타데이터의 내용을 사용자 정의할 방법이 없다는 것입니다.

Answer 1

매우 흥미로운 질문이고 불행히도 사소하지 않습니다 ...내가 찾은 내용은 다음과 같습니다.

우선, JPEGImageWriteParam.setEncodeTables(...) 하지 않습니다.로부터 JavaDoc:

축약된 스트림을 인코딩하는 데 사용할 양자화 및 허프만 테이블을 설정합니다.

그리고 더 멀리서 JPEG 메타데이터 형식 사양 및 사용 참고사항:

이 순서는 테이블이 포함되어야 한다는 디자인 의도를 구현합니다. JPEGImageWriteParams 다른 소스를 사용할 수 없을 때 테이블을 지정하는 수단으로만 사용되며 이는 압축을 위해 알려진 비표준 테이블을 사용하여 테이블 없이 축약된 스트림에 쓸 때만 발생할 수 있습니다.

즉, param 옵션은 다음과 같습니다. 오직 "축약된 스트림"(다시 읽을 때 테이블이 제공된다고 가정하고 테이블이 없는 사용자 정의 JPEG)을 작성하는 데 사용됩니다.결론:JPEG로 인코딩할 테이블을 지정할 수 있는 유일한 방법은 메타 데이터에 테이블을 전달하는 것입니다.

위에서 언급한 동일한 문서에서 압축 모드를 선택하지 않으면 메타데이터의 테이블은 무시되고 교체됩니다. MODE_COPY_FROM_METADATA, 그래서 우리는 그것을 지정해야 합니다.

참조 이미지 메타데이터 DTD 메타데이터 구조에 대한 문서화입니다.중요한 부분은 dqt 그리고 dht 하위 노드가 있는 노드 및 해당 "사용자 개체"(일반 DOM "userData"와 혼동하지 마십시오).사용하려는 새 테이블로 이러한 노드를 업데이트해야 합니다.

내가 생각해낸 코드는 다음과 같습니다.

// 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()));