Operator JPEG_Encoder_Gray

Operator Library: Compression

此運算子對 8 位元灰階影像執行 JPEG 壓縮。

[重要] 需要 8x8 像素區塊的輸入資料

在其輸入端，運算子需要接收已重新對應至 8x8 像素區塊的影像資料。

如果您使用 microEnable IV 擷取卡，則可以使用運算子 ImageBuffer_JPEG_Gray 進行此重新對應。 對於 microEnable IV 設計，只需在運算子 JPEG_Encoder_Gray 前面使用運算子 ImageBuffer_JPEG_Gray。 運算子 ImageBuffer_JPEG_Gray 旨在執行此重新排序。

如果您使用 microEnable 5 擷取卡，請在使用運算子 JPEG_Encoder_Gray 之前，確保將影像資料重新對應至 8x8 像素區塊（使用一般 VisualApplet 選項）。

運算子的輸出是不含 JPEG 標頭的 Huffman 資料流。 壓縮率取決於所選的量化表，該量化表在執行階段可變更。 對於 Huffman 編碼，會使用標準明度表。 除了量化表之外，壓縮率（即輸出資料流大小）也取決於輸入影像。 因此，運算子的輸出寬度可變更為所需的輸出大小。

JPEG 編碼器能夠在每個時脈週期處理約 2.5 個輸入像素。 時脈頻率取決於所使用的擷取卡。microEnable IV 擷取卡的基礎時脈頻率為 62.5MHz。 因此，該運算子可以在 microEnable IV 擷取卡上處理 158MPixels/s。 如果使用導致高品質壓縮的量化表，可以降低資料速率。 這適用於大約大於 95% 的 Quality 層級。 請參閱 JPEG 應用說明以了解更多詳細資訊。

該運算子允許使用代表兩種不同配置方式的兩個參數來選擇量化表。

  • 如果需要，可以個別設定每個量化表值。 在這種情況下，請使用參數 quantization_matrix。

  • 或者，也可以根據百分比值來決定量化表。 在此情況下，請使用參數 quality_in_percent。

標準明度量化表如以下所示，並用作運算子的預設設定。

如果使用百分比 Quality，則透過以下方程式計算量化表

如所述，運算子的輸出是編碼影像資料的 Huffman 資料流。 底層 DC 係數與 AC 係數是固定的，取自文獻： W. P. Pennbaker and J. L. Mitchell, JPEG Still Image Data Compression Standard, Van Nostrand Rheinhold, 1993。 請參閱下文以查看列表。 編碼器產生的 Huffman 資料流不包含產生 JPEG 影像檔所需的 JPEG 標頭。 此外，產生的資料流具有 32Bit width。 JPEG 資料流的最後一個字組（即最後四個位元組）提供具有以下格式的狀態資訊：

  • 最後一個字組的第零和第一個位元組代表 JPEG EOI 標記，即 0xff 和 0xd9。

  • 第二個位元組代表倒數第二個資料字組中所使用的位元組數，範圍在 [1, 4] 內，即 JPEG 資料流的真實結尾。

  • 最後一個位元組（第三個位元組）代表錯誤碼。 如果 JPEG 資料流大於為輸出連結指定的最大影像寬度，則輸出將被截斷。 如果發生這種情況，最後一個位元組將設為 1，這允許偵測此截斷。

以下給出 JPEG 輸出資料流結尾的範例：

倒數第二個字組：0xffff5fed

最後一個字組：0x0002d9ff

因此，JPEG 輸出資料流以倒數第二個字組的第二個位元組結束。 資料流未被截斷。

算子限制

  • 此 operator 不支援空圖像，也就是沒有像素的圖像。

  • 連接埠 I 處每個輸入影像的行必須具有相同的長度。因此不允許行長度不一致的影像。

I/O Properties

Property Value
Operator Type M
Input Link I, data input
Output Link O, data output

支援的 Link 格式

Link Parameter Input Link I Output Link O
Bit Width 8 32
Arithmetic unsigned as I
Parallelism 8 1
Kernel Columns 1 as I
Kernel Rows 1 as I
Img Protocol VALT_IMAGE2D as I
Color Format VAF_GRAY as I
Color Flavor FL_NONE as I
Max. Img Width any1 any
Max. Img Height any2 1

1 2

輸入寬度和高度必須是 8 的倍數。

參數

quality_in_percent
Type 動態讀取/寫入參數
Default 50
Range [-1, 100]

使用此參數可以變更 JPEG 壓縮的 Quality。 量化矩陣是使用上面給出的方程式從百分比值確定的。 可以從參數 quantization_matrix 讀取確定的量化值。 該參數是動態的，且應僅在小程式（applet）閒置期間變更。

可以定義介於 0 和 100 之間的 Quality 設定。 寫入此參數會覆寫透過參數 quantization_matrix 對量化矩陣進行的手動變更。 如果從 quality_in_percent 讀取到 -1，則表示已對量化矩陣進行了手動變更。

quantization_matrix
Type static/dynamic read/write parameter
Default 標準矩陣（見上文）
Range [1, 255]

此參數是動態讀寫矩陣參數。 如果 JPEG Quality 是以百分比值設定。 此參數可用於讀取確定的量化矩陣值。

此參數也可用於指定使用者定義的量化矩陣。 這可以透過寫入任何量化矩陣值來完成。 請注意，寫入 qulity_in_percent 參數將會捨棄使用者指定的量化值。 為了方便起見，在寫入使用者指定的值後，參數 quality_in_percent 會被設為 -1。

使用範例

以下範例顯示了 JPEG_Encoder_Gray 運算子的使用方式：

更多資訊

使用了以下的 Huffman DC 和 AC 係數。 

typedef char DCHuffTableType[12][17]; // huffman-table for luminance-DC-coefficients

DCHuffTableType Lum_DC_HuffmanTable= {
"00",
"010",
"011",
"100",
"101",
"110",
"1110",
"11110",
"111110",
"1111110",
"11111110",
"111111110" };

typedef char ACHuffTableType[16][11][17]; // Huffman-Tabelle für Luminance-AC-Koeffizienten

ACHuffTableType Lum_AC_HuffmanTable= {
{ //Run == 0
"1010",//EOB
"00",
"01",
"100",
"1011",
"11010",
"1111000",
"11111000",
"1111110110",
"1111111110000010",
"1111111110000011"
},
{ //Run == 1
"1010",//EOB
"1100",
"11011",
"1111001",
"111110110",
"11111110110",
"1111111110000100",
"1111111110000101",
"1111111110000110",
"1111111110000111",
"1111111110001000"
},
{ //Run == 2
"1010",//EOB
"11100",
"11111001",
"1111110111",
"111111110100",
"1111111110001001",
"1111111110001010",
"1111111110001011",
"1111111110001100",
"1111111110001101",
"1111111110001110"
},
{ //Run == 3
"1010",//EOB
"111010",
"111110111",
"111111110101",
"1111111110001111",
"1111111110010000",
"1111111110010001",
"1111111110010010",
"1111111110010011",
"1111111110010100",
"1111111110010101"
},
{ //Run == 4
"1010",//EOB
"111011",
"1111111000",
"1111111110010110",
"1111111110010111",
"1111111110011000",
"1111111110011001",
"1111111110011010",
"1111111110011011",
"1111111110011100",
"1111111110011101",
},
{ //Run == 5
"1010",//EOB
"1111010",
"11111110111",
"1111111110011110",
"1111111110011111",
"1111111110100000",
"1111111110100001",
"1111111110100010",
"1111111110100011",
"1111111110100100",
"1111111110100101"
},
{ //Run == 6
"1010",//EOB
"1111011",
"111111110110",
"1111111110100110",
"1111111110100111",
"1111111110101000",
"1111111110101001",
"1111111110101010",
"1111111110101011",
"1111111110101100",
"1111111110101101"
},
{ //Run == 7
"1010",//EOB
"11111010",
"111111110111",
"1111111110101110",
"1111111110101111",
"1111111110110000",
"1111111110110001",
"1111111110110010",
"1111111110110011",
"1111111110110100",
"1111111110110101",
},
{ //Run == 8
"1010",//EOB
"111111000",
"111111111000000",
"1111111110110110",
"1111111110110111",
"1111111110111000",
"1111111110111001",
"1111111110111010",
"1111111110111011",
"1111111110111100",
"1111111110111101"
},
{ //Run == 9
"1010",//EOB
"111111001",
"1111111110111110",
"1111111110111111",
"1111111111000000",
"1111111111000001",
"1111111111000010",
"1111111111000011",
"1111111111000100",
"1111111111000101",
"1111111111000110"
},
{ //Run == 0xA
"1010",//EOB
"111111010",
"1111111111000111",
"1111111111001000",
"1111111111001001",
"1111111111001010",
"1111111111001011",
"1111111111001100",
"1111111111001101",
"1111111111001110",
"1111111111001111"
},
{ //Run == 0xB
"1010",//EOB
"1111111001",
"1111111111010000",
"1111111111010001",
"1111111111010010",
"1111111111010011",
"1111111111010100",
"1111111111010101",
"1111111111010110",
"1111111111010111",
"1111111111011000"
},
{ //Run == 0xC
"1010",//EOB
"1111111010",
"1111111111011001",
"1111111111011010",
"1111111111011011",
"1111111111011100",
"1111111111011101",
"1111111111011110",
"1111111111011111",
"1111111111100000",
"1111111111100001"
},
{ //Run == 0xD
"1010",//EOB
"11111111000",
"1111111111100010",
"1111111111100011",
"1111111111100100",
"1111111111100101",
"1111111111100110",
"1111111111100111",
"1111111111101000",
"1111111111101001",
"1111111111101010"
},
{ //Run == 0xE
"1010",//EOB
"1111111111101011",
"1111111111101100",
"1111111111101101",
"1111111111101110",
"1111111111101111",
"1111111111110000",
"1111111111110001",
"1111111111110010",
"1111111111110011",
"1111111111110100"
},
{ //Run == 0xF
"11111111001", //ZRL
"1111111111110101",
"1111111111110110",
"1111111111110111",
"1111111111111000",
"1111111111111001",
"1111111111111010",
"1111111111111011",
"1111111111111100",
"1111111111111101",
"1111111111111110"
}
};
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