1．读入文件的相关信息

按照上述的JPEG文件数据存储方式，把要解码的文件的相关信息一一读出，为接下来的解码工作做好准备。

参考方法是，设计一系列的结构体对应各个标记，并存储标记内表示的信息。其中图像长宽、多个量化

表和哈夫曼表、水平/垂直采样因子等多项信息比较重要。以下给出读取过程中的两个问题。

1）整个文件的大体结构

JFIF格式的JPEG文件(*.jpg)的一般顺序为：

SOI(0xFFD8)

APP0(0xFFE0)

[APPn(0xFFEn)]可选

DQT(0xFFDB)

SOF0(0xFFC0)

DHT(0xFFC4)

SOS(0xFFDA)

压缩数据

EOI(0xFFD9)

2）字的高低位问题

JPEG文件格式中，一个字（16位）的存储使用的是 Motorola 格式, 而不是 Intel 格式。也就是说, 一个字的

高字节（高8位）在数据流的前面, 低字节（低8位）在数据流的后面，与平时习惯的Intel格式不一样。.

3）读出哈夫曼表数据

a）理论说明

在标记段DHT内，包含了一个或者多个的哈夫曼表。对于单一个哈夫曼表，应该包括了三部分：

l 哈夫曼表ID和表类型
这个字节的值为一般只有四个0x00、0x01、0x10、0x11。
0x00表示DC直流0号表；
0x01表示DC直流1号表；
0x10表示AC交流0号表；
0x11表示AC交流1号表。

l 不同位数的码字数量

JPEG文件的哈夫曼编码只能是1~16位。这个字段的16个字节分别表示1~16位的编码码字在哈夫曼树中的个数。

l 编码内容

这个字段记录了哈夫曼树中各个叶子结点的权。所以，上一字段（不同位数的码字数量）的16个数

值之和就应该是本字段的长度，也就是哈夫曼树中叶子结点个数。

b）举例说明

以下面一段哈夫曼表数据举例说明（数据全部以16进制表示）：

11 00 02 02 00 05 01 06 01 00 00 00 00 00 00 00 00
00 01 11 02 21 03 31 41 12 51   61 71 81 91 22 13 32

红色部分（第1字节）为哈夫曼表ID和表类型，其值0x11表示此部分数据描述的是AC交流1号表。

蓝色部分（2~17字节）为不同位数的码字的数量。这16个数值实际意义为：没有1位和4

位的哈夫曼码字；2位和3位的码字各有2个；5位码字有5个；6位和8位码字各有1个；7位码字各有6个；没有9位或以上的码字。

绿色部分（18~34字节）为编码内容。由蓝色部分数据知道，此哈夫曼树有0+2+2+0+5+1+6+1=17个叶子结点，

即本字段应该有17个字节。这段数据表示17个叶子结点按从小到大排列，其权值依次为0、1、11、2、21、3、31、41……

4）建立哈夫曼树

a）理论说明

在读出哈夫曼表的数据后，就要建立哈夫曼树。具体方法为：

1）第一个码字必定为0。
如果第一个码字位数为1，则码字为0；
如果第一个码字位数为2，则码字为00；
如此类推。

2）从第二个码字开始，
如果它和它前面的码字位数相同，则当前码字为它前面的码字加1；
如果它的位数比它前面的码字位数大，则当前码字是前面的码字加1后再在后边添若干个0，直至满足位数长度为止。

b）举例说明

继续以上边的例子说明问题。

n           由于没有1位的码字，所以第一个码字的位数为2，即码字为00；

n           由于2位的码字有两个，所以第二个码字位数仍为2，即码字为00+1=01；

n           第三个码字为3位，比第二个码字长1位，所以第三个码字为：01+1=10，然后再添1个“0”，得100；

n           ……

如此类推，最后得到这个哈夫曼树如下：

特别注意的是，如果中间有某个位数的码字缺失，例如没有4位码字，则应该在3位码字加1后，添加“00”补足5位，形成下一个5位码字。

在准备好所有的图片信息后，就可以对图片数据进行解码了。

2．初步了解图像数据流的结构

1）理论说明

分析图像数据流的结构，笔者准备以一个从宏观到微观的顺序为读者详细剖析，即：

数据流à最小编码单元à数据单元与颜色分量。

a)         在图片像素数据流中，信息可以被分为一段接一段的最小编码单元（Minimum Coded Unit，MCU）数据流。

所谓MCU，是图像中一个正方矩阵像素的数据。

矩阵的大小是这样确定的：

查阅标记SOF0，可以得到图像不同颜色分量的采样因子，即Y、Cr、Cb三个分量各自的水平采样因子和垂直采

样因子。大多图片的采样因子为4：1：1或1：1：1。其中，4：1：1即（2*2）：（

点赞