JPEG High-level Syntax

這是 JPEG 規格書 P. 34 所提供的語法圖(Figure B.2), 如果想看懂 JPEG 儲存格式, 然後寫一個 JPEG Decoder, 可以從看懂這個圖開始著手。

由上而下的第一層告訴我們: JPEG Compressed image data 最前面必須有一個 SOI marker, 最後面則是 EOI marker, 中間的資料則是 Frame, 一張影像其實就是一個 Frame。所謂的 SOI, 就是 Start of image 的縮寫, 在規格書 P. 32 Table B.1 中, 可以查到 SOI 的 Code Assignment 是 X'FFD8'。同樣地, EOI 就是 End of Image 的縮寫, Code Assignment 則是 X'FFD9'。

將左圖 Rex.jpg 用 UltraEdit 開啟, 就可以看到 Rex.pdf 這份文件中的資料。資料的最前與最後, 分別就是 X'FFD8' 與 X'FFD9'。

第二層指出 Frame 的主要組成是由 frame header 和 scan 資料, frame header 之前也可以放置一些會使用到的相關表格, 如 Quantization tables, Huffman tables 或是其他相關資料, 規格書的 Figure B.5 有詳細列表。

至於一個 frame 包含多少個 scans, 則要視對影像資料的編碼次序(encoding order)而定, 編碼次序分成 interleaved 或 non-interleaved 兩種, 在規格書 P. 20 的 Figure 12 及 Figure 13 可以很清楚地看出什麼是一個 scan。

第三層指出 scan 的組成為何? 最前端同樣可以存放相關表格與資料, 接著存放的是 scan header, 然後就是一個接著一個, 中間夾著 Restart marker (RSTm) 的 Entropy-coded segments (ECS)。

第四層則是說明 Entropy-coded segment 是由多個 minimum coded unit (MCU)所組成。每一個 ECS 至少包含 Ri 個 MCU。注意: Ri 是在前面的 Define restart interval (DRI) segment 中被定義的。( Rex.jpg 影像中的 Entropy-coded segment )