jpeg 彩色图像压缩dct java代码实现

时间: 2023-10-26 20:08:40 浏览: 116
JAVA

java代码实现图片压缩

好的,这里是一个简单的 Java 代码实现 JPEG 彩色图像压缩的过程: ```java import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import java.io.IOException; import javax.imageio.ImageIO; public class JPEGCompressor { private static final int BLOCK_SIZE = 8; private static final double[][] QUANTIZATION_MATRIX = { {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} }; public static void main(String[] args) throws IOException { BufferedImage image = ImageIO.read(new File("input.jpg")); int width = image.getWidth(); int height = image.getHeight(); int[][][] pixels = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y++) { for (int x = 0; x < width; x++) { int rgb = image.getRGB(x, y); pixels[y][x][0] = (rgb >> 16) & 0xFF; pixels[y][x][1] = (rgb >> 8) & 0xFF; pixels[y][x][2] = rgb & 0xFF; } } int[][][] ycbcr = RGBToYCbCr(pixels); int[][][] dct = DCTTransform(ycbcr); int[][][] quantized = Quantization(dct); int[][][] dequantized = Dequantization(quantized); int[][][] idct = IDCTTransform(dequantized); int[][][] output = YCbCrToRGB(idct); BufferedImage compressedImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); for (int y = 0; y < height; y++) { for (int x = 0; x < width; x++) { int r = output[y][x][0]; int g = output[y][x][1]; int b = output[y][x][2]; int rgb = (r << 16) | (g << 8) | b; compressedImage.setRGB(x, y, rgb); } } ImageIO.write(compressedImage, "jpg", new File("output.jpg")); } private static int[][][] RGBToYCbCr(int[][][] pixels) { int height = pixels.length; int width = pixels[0].length; int[][][] ycbcr = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y++) { for (int x = 0; x < width; x++) { int r = pixels[y][x][0]; int g = pixels[y][x][1]; int b = pixels[y][x][2]; int yValue = (int) (0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b); int cbValue = (int) (-0.1687 * r - 0.3313 * g + 0.5 * b + 128); int crValue = (int) (0.5 * r - 0.4187 * g - 0.0813 * b + 128); ycbcr[y][x][0] = yValue; ycbcr[y][x][1] = cbValue; ycbcr[y][x][2] = crValue; } } return ycbcr; } private static int[][][] YCbCrToRGB(int[][][] pixels) { int height = pixels.length; int width = pixels[0].length; int[][][] rgb = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y++) { for (int x = 0; x < width; x++) { int yValue = pixels[y][x][0]; int cbValue = pixels[y][x][1]; int crValue = pixels[y][x][2]; int r = (int) (yValue + 1.402 * (crValue - 128)); int g = (int) (yValue - 0.34414 * (cbValue - 128) - 0.71414 * (crValue - 128)); int b = (int) (yValue + 1.772 * (cbValue - 128)); rgb[y][x][0] = r; rgb[y][x][1] = g; rgb[y][x][2] = b; } } return rgb; } private static int[][][] DCTTransform(int[][][] pixels) { int height = pixels.length; int width = pixels[0].length; int[][][] dct = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y += BLOCK_SIZE) { for (int x = 0; x < width; x += BLOCK_SIZE) { for (int c = 0; c < 3; c++) { double[][] block = new double[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]; for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { block[j][i] = pixels[y + j][x + i][c]; } } double[][] transformedBlock = DCT(block); for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { dct[y + j][x + i][c] = (int) transformedBlock[j][i]; } } } } } return dct; } private static int[][][] IDCTTransform(int[][][] dct) { int height = dct.length; int width = dct[0].length; int[][][] idct = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y += BLOCK_SIZE) { for (int x = 0; x < width; x += BLOCK_SIZE) { for (int c = 0; c < 3; c++) { double[][] block = new double[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]; for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { block[j][i] = dct[y + j][x + i][c]; } } double[][] transformedBlock = IDCT(block); for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { idct[y + j][x + i][c] = (int) transformedBlock[j][i]; } } } } } return idct; } private static double[][] DCT(double[][] block) { int n = block.length; double[][] transformedBlock = new double[n][n]; for (int v = 0; v < n; v++) { for (int u = 0; u < n; u++) { double sum = 0.0; for (int j = 0; j < n; j++) { for (int i = 0; i < n; i++) { sum += block[j][i] * Math.cos((2 * i + 1) * u * Math.PI / (2 * n)) * Math.cos((2 * j + 1) * v * Math.PI / (2 * n)); } } double cu = u == 0 ? 1.0 / Math.sqrt(2) : 1.0; double cv = v == 0 ? 1.0 / Math.sqrt(2) : 1.0; transformedBlock[v][u] = 0.25 * cu * cv * sum; } } return transformedBlock; } private static double[][] IDCT(double[][] block) { int n = block.length; double[][] transformedBlock = new double[n][n]; for (int j = 0; j < n; j++) { for (int i = 0; i < n; i++) { double sum = 0.0; for (int v = 0; v < n; v++) { for (int u = 0; u < n; u++) { double cu = u == 0 ? 1.0 / Math.sqrt(2) : 1.0; double cv = v == 0 ? 1.0 / Math.sqrt(2) : 1.0; sum += cu * cv * block[v][u] * Math.cos((2 * i + 1) * u * Math.PI / (2 * n)) * Math.cos((2 * j + 1) * v * Math.PI / (2 * n)); } } transformedBlock[j][i] = 0.25 * sum; } } return transformedBlock; } private static int[][][] Quantization(int[][][] dct) { int height = dct.length; int width = dct[0].length; int[][][] quantized = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y += BLOCK_SIZE) { for (int x = 0; x < width; x += BLOCK_SIZE) { for (int c = 0; c < 3; c++) { int[][] block = new int[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]; for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { block[j][i] = dct[y + j][x + i][c]; } } int[][] quantizedBlock = Quantize(block, QUANTIZATION_MATRIX); for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { quantized[y + j][x + i][c] = quantizedBlock[j][i]; } } } } } return quantized; } private static int[][][] Dequantization(int[][][] quantized) { int height = quantized.length; int width = quantized[0].length; int[][][] dequantized = new int[height][width][3]; for (int y = 0; y < height; y += BLOCK_SIZE) { for (int x = 0; x < width; x += BLOCK_SIZE) { for (int c = 0; c < 3; c++) { int[][] block = new int[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]; for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { block[j][i] = quantized[y + j][x + i][c]; } } int[][] dequantizedBlock = Dequantize(block, QUANTIZATION_MATRIX); for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { dequantized[y + j][x + i][c] = dequantizedBlock[j][i]; } } } } } return dequantized; } private static int[][] Quantize(int[][] block, double[][] quantizationMatrix) { int n = block.length; int[][] quantizedBlock = new int[n][n]; for (int j = 0; j < n; j++) { for (int i = 0; i < n; i++) { quantizedBlock[j][i] = (int) Math.round(block[j][i] / quantizationMatrix[j][i]); } } return quantizedBlock; } private static int[][] Dequantize(int[][] block, double[][] quantizationMatrix) { int n = block.length; int[][] dequantizedBlock = new int[n][n]; for (int j = 0; j < n; j++) { for (int i = 0; i < n; i++) { dequantizedBlock[j][i] = (int) Math.round(block[j][i] * quantizationMatrix[j][i]); } } return dequantizedBlock; } } ``` 这个代码实现了 JPEG 彩色图像压缩的过程,包括 RGB 到 YCbCr 的转换、DCT 变换、量化、反量化、IDCT 变换和 YCbCr 到 RGB 的转换。你可以将输入图像放在与代码相同的目录下,并将其命名为 `input.jpg`,然后运行代码,输出图像将保存在 `output.jpg` 中。
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