jpeg图像压缩c++代码

时间: 2023-12-09 09:02:23 浏览: 204
RAR

JPEG 图像压缩C++实现

star4星 · 用户满意度95%
以下是一个使用C++实现的JPEG图像压缩的代码示例: ```cpp #include <iostream> #include <fstream> #include <vector> #include <cmath> using namespace std; // 定义常量 const int BLOCK_SIZE = 8; const int Q[8][8] = { {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} }; // 定义结构体 struct RGB { int r, g, b; }; struct YCbCr { double y, cb, cr; }; // 定义函数 vector<vector<RGB>> readBmp(string filename, int &width, int &height); void writeBmp(string filename, vector<vector<RGB>> &bmpData); vector<vector<YCbCr>> rgb2ycbcr(vector<vector<RGB>> &rgbData); vector<vector<YCbCr>> dct(vector<vector<YCbCr>> &ycbcrData); vector<vector<YCbCr>> quantize(vector<vector<YCbCr>> &dctData); vector<vector<int>> zigzag(vector<vector<YCbCr>> &quantizeData); vector<int> rle(vector<vector<int>> &zigzagData); vector<int> huffman(vector<int> &rleData); vector<int> compress(vector<vector<RGB>> &bmpData, int width, int height); vector<vector<RGB>> decompress(vector<int> &compressedData, int width, int height); vector<vector<YCbCr>> dehuffman(vector<int> &huffmanData); vector<vector<int>> dezigzag(vector<int> &zigzagData); vector<vector<YCbCr>> dequantize(vector<vector<int>> &zigzagData); vector<vector<YCbCr>> idct(vector<vector<YCbCr>> &dctData); vector<vector<RGB>> ycbcr2rgb(vector<vector<YCbCr>> &ycbcrData); int main() { // 读取bmp文件 int width, height; vector<vector<RGB>> bmpData = readBmp("test.bmp", width, height); // 压缩 vector<int> compressedData = compress(bmpData, width, height); // 解压缩 vector<vector<RGB>> decompressedData = decompress(compressedData, width, height); // 写入bmp文件 writeBmp("test_compressed.bmp", decompressedData); return 0; } // 读取bmp文件 vector<vector<RGB>> readBmp(string filename, int &width, int &height) { vector<vector<RGB>> bmpData; ifstream file(filename, ios::binary); if (!file) { cout << "Error: cannot open file " << filename << endl; return bmpData; } // 读取bmp文件头 char header[54]; file.read(header, 54); // 获取图像宽度和高度 width = *(int*)&header[18]; height = *(int*)&header[22]; // 计算每行像素所占字节数 int rowSize = (width * 3 + 3) / 4 * 4; // 读取像素数据 for (int i = 0; i < height; i++) { vector<RGB> row; for (int j = 0; j < width; j++) { RGB pixel; file.read((char*)&pixel, 3); row.push_back(pixel); } // 跳过每行末尾的填充字节 file.seekg(rowSize - width * 3, ios::cur); bmpData.push_back(row); } file.close(); return bmpData; } // 写入bmp文件 void writeBmp(string filename, vector<vector<RGB>> &bmpData) { int width = bmpData[0].size(); int height = bmpData.size(); // 计算每行像素所占字节数 int rowSize = (width * 3 + 3) / 4 * 4; // 计算文件大小 int fileSize = 54 + rowSize * height; // 写入bmp文件头 char header[54] = { 0x42, 0x4d, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 54, 0, 0, 0, 40, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 24, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; *(int*)&header[2] = fileSize; *(int*)&header[18] = width; *(int*)&header[22] = height; *(int*)&header[34] = rowSize * height; ofstream file(filename, ios::binary); if (!file) { cout << "Error: cannot open file " << filename << endl; return; } file.write(header, 54); // 写入像素数据 for (int i = 0; i < height; i++) { for (int j = 0; j < width; j++) { file.write((char*)&bmpData[i][j], 3); } // 写入每行末尾的填充字节 char padding[4] = {0, 0, 0, 0}; file.write(padding, rowSize - width * 3); } file.close(); } // RGB转YCbCr vector<vector<YCbCr>> rgb2ycbcr(vector<vector<RGB>> &rgbData) { vector<vector<YCbCr>> ycbcrData; for (int i = 0; i < rgbData.size(); i++) { vector<YCbCr> row; for (int j = 0; j < rgbData[i].size(); j++) { YCbCr pixel; pixel.y = 0.299 * rgbData[i][j].r + 0.587 * rgbData[i][j].g + 0.114 * rgbData[i][j].b; pixel.cb = -0.1687 * rgbData[i][j].r - 0.3313 * rgbData[i][j].g + 0.5 * rgbData[i][j].b + 128; pixel.cr = 0.5 * rgbData[i][j].r - 0.4187 * rgbData[i][j].g - 0.0813 * rgbData[i][j].b + 128; row.push_back(pixel); } ycbcrData.push_back(row); } return ycbcrData; } // DCT变换 vector<vector<YCbCr>> dct(vector<vector<YCbCr>> &ycbcrData) { vector<vector<YCbCr>> dctData; for (int i = 0; i < ycbcrData.size(); i += BLOCK_SIZE) { vector<YCbCr> row; for (int j = 0; j < ycbcrData[i].size(); j += BLOCK_SIZE) { vector<vector<double>> block(BLOCK_SIZE, vector<double>(BLOCK_SIZE)); for (int u = 0; u < BLOCK_SIZE; u++) { for (int v = 0; v < BLOCK_SIZE; v++) { double sum = 0; for (int x = 0; x < BLOCK_SIZE; x++) { for (int y = 0; y < BLOCK_SIZE; y++) { sum += cos((2 * x + 1) * u * M_PI / 16) * cos((2 * y + 1) * v * M_PI / 16) * ycbcrData[i + x][j + y].y; } } if (u == 0 && v == 0) { block[u][v] = sum / 8; } else if (u == 0 || v == 0) { block[u][v] = sum * sqrt(2) / 8; } else { block[u][v] = sum / 4; } } } row.push_back({block[0][0], block[0][1], block[0][2], block[0][3], block[1][0], block[1][1], block[1][2], block[1][3], block[2][0], block[2][1], block[2][2], block[2][3], block[3][0], block[3][1], block[3][2], block[3][3]}); } dctData.push_back(row); } return dctData; } // 量化 vector<vector<YCbCr>> quantize(vector<vector<YCbCr>> &dctData) { vector<vector<YCbCr>> quantizeData; for (int i = 0; i < dctData.size(); i++) { vector<YCbCr> row; for (int j = 0; j < dctData[i].size(); j++) { YCbCr pixel; pixel.y = round(dctData[i][j].y / Q[i % BLOCK_SIZE][j % BLOCK_SIZE]); pixel.cb = round(dctData[i][j].cb / Q[i % BLOCK_SIZE][j % BLOCK_SIZE]); pixel.cr = round(dctData[i][j].cr / Q[i % BLOCK_SIZE][j % BLOCK_SIZE]); row.push_back(pixel); } quantizeData.push_back(row); } return quantizeData; } // Zigzag扫描 vector<vector<int>> zigzag(vector<vector<YCbCr>> &quantizeData) { vector<vector<int>> zigzagData; for (int i = 0; i < quantizeData.size(); i++) { vector<int> row; for (int j = 0; j < quantizeData[i].size(); j++) { row.push_back(quantizeData[i][j].y); row.push_back(quantizeData[i][j].cb); row.push_back(quantizeData[i][j].cr); } zigzagData.push_back(row); } return zigzagData; } // RLE编码 vector<int> rle(vector<vector<int>> &zigzagData) { vector<int> rleData; for (int i = 0; i < zigzagData.size(); i++) { int count = 0; for (int j = 0; j < zigzagData[i].size(); j++) { if (zigzagData[i][j] == 0) { count++; } else { rleData.push_back(count); rleData.push_back(zigzagData[i][j]); count = 0; } } rleData.push_back(count); rleData.push_back(0); } return rleData; } // Huffman编码 vector<int> huffman(vector<int> &rleData) { vector<int> huffmanData; // TODO: Huffman编码 return huffmanData; } // 压缩 vector<int> compress(vector<vector<RGB>> &bmpData, int width, int height) { vector<vector<YCbCr>> ycbcrData = rgb2ycbcr(bmpData); vector<vector<YCbCr>> dctData = dct(ycbcrData); vector<vector<YCbCr>> quantizeData = quantize(dctData); vector<vector<int>> zigzagData = zigzag(quantizeData); vector<int> rleData = rle(zigzagData); vector<int> huffmanData = huffman(rleData); return huffmanData; } // 解压缩 vector<vector<RGB>> decompress(vector<int> &compressedData, int width, int height) { vector<int> huffmanData = compressedData; vector<int> rleData = huffmanData; vector<vector<int>> zigzagData = dezigzag(rleData); vector<vector<YCbCr>> quantizeData = dequantize(zigzagData); vector<vector<YCbCr>> dctData = idct(quantizeData); vector<vector<RGB>> rgbData = ycbcr2rgb(dctData); return rgbData; } // Huffman解码 vector<vector<YCbCr>> dehuffman(vector<int> &huffmanData) { vector<vector<YCbCr>> quantizeData; // TODO: Huffman解码 return quantizeData; } // Zigzag逆扫
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