CGファイル概説　第6章　第3節　その２

オフセット	内容(バイト数)
0	マーカー識別子(1) 固定値FFH
1	SOF0マーカー(1) 固定値C0H
2	フィールドの長さ(2) バイト単位
4	サンプルの精度(1) ビット単位
5	イメージの行数(2) 整数
7	イメージの列数(2) 整数
9	構成要素数(1) 整数
10	構成要素識別子(1) 整数コード
11	サンプル化要因(1) ４ビット単位のコード
12	量子化テーブルの識別子(1) 整数
:	:

データがハフマン符号化法で符号化されたデータ(フレームタイプ０)であることを表すセグメントで、DCTデータをハフマン符号化する時の各種バラメータを定義しています。

1) マーカー識別子(M_ID)

このバイトと次のバイトがマーカーであることを識別するためのデータで、常に固定値FFHです。

2) SOF0マーカー(M_SOF0)

SOF0セグメントであることを表すマーカーで、常に固定値C0Hです。

3) フィールドの長さ(Length)

マーカーに続くフィールドのバイト数を表すデータで、このデータ自体も含めた値です。この値に２を足した値がセグメントの長さになります。

4) サンプルの精度(P)

DCTデータの精度をビット単位で表した値で８または12です。ベースラインJPEGでは常に８です。

5) イメージの行数と列数(Y、X)

イメージの行数(高さ)と列数(横幅)をピクセル単位で表した値です。

6) 構成要素数(Nf)

DCTデータの構成要素の数を表す値で、通常はＹ、Cb、Crの３種類ですから３です。このデータに続く構成要素識別子(Ci)、サンプル化要因(H/V)、量子化テーブルの番号(Tqi)の３つのフィールドは、３つ１組で構成要素数だけ存在します。

7) 構成要素識別子(Ci)

構成要素の種類を表す整数コードで、以下のような種類があります。

ハフマン符号化されたデータは、ここで定義された構成要素順に並んでいます。

8) サンプル化要因(H/V)

サブサンプリングした時の比率を表す値で、上位４ビットが水平方向の比率、下位４ビットが垂直方向の比率を表します。例えばサンプリング比率を４対１として、２×２(＝４)ピクセルの領域ごとに、Ｙデータはそのまま４データをサンプリングし、CbとCrは４ピクセルの平均値を各１データとしてサブサンプリングした場合、ＹデータとCb、Crデータの水平方向の比率と垂直方向の比率はどちらも２：１になります。したがって、Ｙに関するサンプル化要因データは22H(上位４ビット＝2、下位４ビット＝2)、Cb・Crに関するサンプル化要因データは11H(上位４ビット＝1、下位４ビット＝1)となります。

9) 量子化テーブルの識別子(Tqi)

DCTデータを量子化した量子化テーブルの識別子で、DQTセグメント中の量子化テーブル識別子(P/Tの下位４ビット)に対応した値(Ｙ要素は０、Cb・Cr要素は１で、３以上は非ベースラインJPEGとなる)です。

(5) ハフマン法テーブル定義セグメント(Define Huffman table segmet、DHT)

オフセット	内容(バイト数)
0	マーカー識別子(1)固定値FFH
1	DHTマーカー(1) 固定値C4H
2	フィールドの長さ(2) バイト単位
4	DHTのクラスと識別子(1) ４ビット単位のコード
5	コード長ごとのコード数(16) 整数
21	各コード長のコード(可変) ８ビットコード
:	:

ハフマン符号化法における可変長コードと、固定長コードの対応表を定義したセグメントです。

1) マーカー識別子(M_ID)

このバイトと次のバイトがマーカーであることを識別するためのデータで、常に固定値FFHです。

2) DHTマーカー(M_DHT)

DHTセグメントであることを表すマーカーで、常に固定値C4Hです。

3) フィールドの長さ(Length)

マーカーに続くフィールドのバイト数を表すデータで、このデータ自体も含めた値です。この値に２を足した値がセグメントの長さになります。

4) DHTのクラスと識別子(Tc/Th)

DHT(ハフマン符号表)のクラスと識別子を表すデータで、クラスは上位４ビットに、識別子は上位４ビットに保存されます。 DHTのクラスとはDC成分用かAC成分用かを表す整数コードで、以下のような種類があります。

DHTの識別子は量子化テーブルの識別子と同様、Ｙに関するテーブルはコード０、Cb・Crに関するテーブルはコード１で、３以上は非ベースラインJPEGになります。

DCTデータつまり離散コサイン変換したYCbCrスペクトルデータは、F(0,0)からF(7,7)まで64個の成分を含んでいますが、最初のF(0,0)成分は三角関数を含まない定数成分で、後のF(0,1)〜F(7,7)は三角関数を含んだ周期成分です。このためF(0,0)のことを「直流成分(DC成分)」、F(0,1)〜F(7,7)のことを「交流成分(AC成分)」と呼びます。 DC成分が63個のピクセルの平均輝度を表す値であるのに対して、交流成分は平均輝度からの変化を表す値であり、お互いにデータの特徴が異なりますので、量子化もハフマン符号化も別々に行います。

5) コード長ごとのコード数と各コード長のコード(Li、Vij)

Liはハフマンコード化された可変長コードについて、各コード長のコードがいくつあるかを表す値で、コード長１(ビット)から16までの16個(各コード１バイトの計16バイト)あります。例えばコード長１のコードが０個、コード長２が２個、コード長３が４個、コード長４が１個、コード長５〜16が０個の場合、データは「00H 02H 04H 01H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H」となります。この場合、ハフマンコードは７個あり、

Vijは、Liで示されたハフマンコードに対応する８ビット固定長コードを表し、上の例で、

と対応していたとしますと、「00H 06H 03H 04H 05H 08H 02H」となります。

なおDHTセグメントは、DHTテーブルのクラスと識別子(Tc/Th)、コード長ごとのコード数(Li)、各コード長のコード(Vij)の３つのデータで構成されたDHTテーブルを複数個含むことができます。

(4) フレームタイプ０開始セグメント(Start of frame type 0 segment、SOF0)

1) マーカー識別子(M_ID)

2) SOF0マーカー(M_SOF0)

3) フィールドの長さ(Length)

4) サンプルの精度(P)

5) イメージの行数と列数(Y、X)

6) 構成要素数(Nf)

7) 構成要素識別子(Ci)

8) サンプル化要因(H/V)

9) 量子化テーブルの識別子(Tqi)

(5) ハフマン法テーブル定義セグメント(Define Huffman table segmet、DHT)

1) マーカー識別子(M_ID)

2) DHTマーカー(M_DHT)

3) フィールドの長さ(Length)

4) DHTのクラスと識別子(Tc/Th)

5) コード長ごとのコード数と各コード長のコード(Li、Vij)