确定 JPEG 的色彩空间

Question

我正在编写用于确定 JPEG 图像色彩空间的代码。我找到了两个可以帮助我实现这一点的参考资料。一个在oracle.com上，另一个是来自ijg.com的C源代码，“负责原始JPEG标准的参考实现”。

但是它们确实不同。例如。在 IJG 中，当没有 Adob​​e 标记且有 4 个通道时，假定为 CMYK，但在 oracle 中为 YCCA。此外，IJG 的实现并不关注二次采样，而对于 4 通道二次采样，它是 oracle 规范中的 YCCK，等等。

ColorSpace 类也有很多缺失，当我实现 oracle 的逻辑时，我需要指定 3 个额外的颜色空间，如 YCCK、YCCA、RGBA。

还有一点是我发现JPEG不支持alpha通道透明度here的信息，为什么oracle会在JPEG元数据规范的上下文中谈论YCCA和RGBA？

结果当用 IJG 的逻辑检查图像时，它告诉我它是 CMYK（在 ubuntu 上用 ImageMagick 检查图像，它还说它是 CMYK），用 oracle 的逻辑它是 YCCA。相信谁？为什么 oracle 不依赖原始的 JPEG 规范？或者还有什么我不知道的？

Answer 1

我也很难理解您所指的 Oracle 文档。

根据我的经验，从写JPEG plugin for Java ImageIO 开始，正确的做法是遵循 IJG 实施。这就是大多数软件所做的，因此它将在您的用户中产生最少的混淆（即“为什么我的图像在您的软件和软件 X 中看起来不同？”）。 Sun/Oracle 算法在许多情况下与“世界其他地方”不一致。

我最终实现了一个稍微不同的算法，它考虑了“额外的”Java 颜色空间，但在其他方面与 IJG 实现非常接近：

// Adapted from libjpeg jdapimin.c:
// Guess the input colorspace
// (Wish JPEG committee had provided a real way to specify this...)
switch (startOfFrame.componentsInFrame()) {
    case 1:
        return JPEGColorSpace.Gray;
    case 2:
        return JPEGColorSpace.GrayA; // Java special case: Gray + Alpha
    case 3:
        if (jfif != null) {
            return JPEGColorSpace.YCbCr; // JFIF implies YCbCr
        }
        else if (adobeDCT != null) {
            switch (adobeDCT.transform) {
                case AdobeDCT.Unknown:
                    return JPEGColorSpace.RGB;
                case AdobeDCT.YCC:
                    return JPEGColorSpace.YCbCr;
                default:
                    // TODO: Warning!
                    return JPEGColorSpace.YCbCr; // assume it's YCbCr
            }
        }
        else {
            // Saw no special markers, try to guess from the component IDs
            int cid0 = startOfFrame.components[0].id;
            int cid1 = startOfFrame.components[1].id;
            int cid2 = startOfFrame.components[2].id;

            if (cid0 == 1 && cid1 == 2 && cid2 == 3) {
                return JPEGColorSpace.YCbCr; // assume JFIF w/out marker
            }
            else if (cid0 == 'R' && cid1 == 'G' && cid2 == 'B') {
                return JPEGColorSpace.RGB; // ASCII 'R', 'G', 'B'
            }
            else if (cid0 == 'Y' && cid1 == 'C' && cid2 == 'c') {
                return JPEGColorSpace.PhotoYCC; // Java special case: YCc
            }
            else {
                // TODO: Warning!
                return JPEGColorSpace.YCbCr; // assume it's YCbCr
            }
        }

    case 4:
        if (adobeDCT != null) {
            switch (adobeDCT.transform) {
                case AdobeDCT.Unknown:
                    return JPEGColorSpace.CMYK;
                case AdobeDCT.YCCK:
                    return JPEGColorSpace.YCCK;
                default:
                    // TODO: Warning!
                    return JPEGColorSpace.YCCK; // assume it's YCCK
            }
        }
        else {
            // Saw no special markers, try to guess from the component IDs
            int cid0 = startOfFrame.components[0].id;
            int cid1 = startOfFrame.components[1].id;
            int cid2 = startOfFrame.components[2].id;
            int cid3 = startOfFrame.components[3].id;

            if (cid0 == 1 && cid1 == 2 && cid2 == 3 && cid3 == 4) {
                return JPEGColorSpace.YCbCrA; // Java special case: YCbCrA
            }
            else if (cid0 == 'R' && cid1 == 'G' && cid2 == 'B' && cid3 == 'A') {
                return JPEGColorSpace.RGBA; // Java special case: RGBA
            }
            else if (cid0 == 'Y' && cid1 == 'C' && cid2 == 'c' && cid3 == 'A') {
                return JPEGColorSpace.PhotoYCCA; // Java special case: YCcA
            }
            else {
                // TODO: Warning!
                // No special markers, assume straight CMYK.
                return JPEGColorSpace.CMYK;
            }
        }

    default:
        throw new IIOException("Cannot determine source color space");
}

Answer 2

在我对旧 JPEG 标准的 cmet 之后，我终于找到了答案。

ISO/IEC 10918-6:2013 (E)，第 6.1 节：

• 仅用一个分量编码的图像被假定为灰度数据，其中 0 为黑色，255 为白色。

• 用三个分量编码的图像被假定为编码为 YCbCr 的 RGB 数据，除非图像包含 6.5.3 中指定的 APP14 标记段，在这种情况下，根据应用程序数据，颜色编码被认为是 RGB 或 YCbCr APP14 标记段。 RGB 和 YCbCr 之间的关系在 Rec. 中定义。 ITU-T T.871 | ISO/IEC 10918-5。

• 用四个分量编码的图像被假定为 CMYK，其中 (0,0,0,0) 表示白色，除非图像包含 6.5.3 中指定的 APP14 标记段，其中根据APP14标记段的应用数据，颜色编码被认为是CMYK或YCCK。 CMYK 和 YCCK 之间的关系定义见第 7 条。

并且 APP14 标志是“Adobe\0”，AP12 具有转换标志：

应支持0、1和2的变换标志值，解释如下：

0 – CMYK 表示用四个分量编码的图像，其中所有四个 CMYK 值都是互补的； RGB 用于用三个分量编码的图像；即，APP14 标记未指定应用于图像数据的变换。

1 – 使用 YCbCr 颜色编码由三个分量编码的图像。

2 – 使用 YCCK 颜色编码由四个分量编码的图像。

所以，这取决于：它应该是 CMYK，但如果 APP14 和 AP12 具有正确的值，它可能是 YCCK。