Go 通过 io.Writer 将 JPEG 转为 JFIF
发布时间：2021-12-11 13:57:09 所属栏目：语言 来源：互联网
导读：Go 的标准库可让你对 JPEG 图像进行编码。在 One of these JPEGs is not like the other[1] 一文中，Ben Cox 指出某些硬件不会解码这些 JPEG 图像，除非它们被增强为 JFIF 图像。JFIF 代表JPEG 文件交换格式，在概念上是原始 JPEG 格式的次要版本。 硬件缺
|
Go 的标准库可让你对 JPEG 图像进行编码。在 One of these JPEGs is not like the other[1] 一文中，Ben Cox 指出某些硬件不会解码这些 JPEG 图像，除非它们被增强为 JFIF 图像。JFIF 代表“JPEG 文件交换格式”，在概念上是原始 JPEG 格式的次要版本。 硬件缺乏支持有点令人惊讶，因为 JPEG 是一种无处不在的文件格式。他 fork[2] 并 修复[3] 标准 image/jpeg 包以插入必要的 JFIF 字节。 01 JPEG Wire 格式 就网络(或磁盘)上的字节而言，JPEG 由一系列连接在一起的块组成。每个块要么是一个裸标记(两个字节，以 开头 0xff)要么是一个标记段(四个或更多字节是一个两字节标记，同样以 0xff 开头，一个两字节的长度，然后是一个额外的数据负载)。以下是 Wikipedia 的Example.jpg[4] 十六进制表示： $ wget --quiet https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/a/a9/Example.jpg $ hd Example.jpg | head -n 5 00000000 ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 01 00 48 |......JFIF.....H| 00000010 00 48 00 00 ff e1 00 16 45 78 69 66 00 00 4d 4d |.H......Exif..MM| 00000020 00 2a 00 00 00 08 00 00 00 00 00 00 ff fe 00 17 |.*..............| 00000030 43 72 65 61 74 65 64 20 77 69 74 68 20 54 68 65 |Created with The| 00000040 20 47 49 4d 50 ff db 00 43 00 05 03 04 04 04 03 | GIMP...C.......| 在打开的 80 个字节标记： 一个 ff d8 SOI(图像的开始)标记。 一个 ff e0 APP0 标记段;有效载荷以 “JFIF” 开头。 一个 ff e1 APP1 标记段;有效载荷以 “Exif” 开头。 一个 ff fe 注释标记段，“Created 等等”。 一个 ff db DQT(定义量化表)标记段。 file 命令也认为这是 JFIF(带 Exif)，而不仅仅是 JPEG： $ file Example.jpg Example.jpg: JPEG image data, JFIF... Exif... baseline... 02 JFIF Wire 格式 JFIF 文件是一个 JPEG 文件，它的第二个块(在作为第一个块的 SOI 之后)是一个 APP0 块，其有效载荷以 “JFIF” 开头。一个有趣的点是 JFIF 和 EXIF 规范在技术上不兼容，因为它们都想占用第二块(the second chunk)： JFIF 规范[5]第 2 页提到：“JPEG FIF APP0 标记必须紧跟在 SOI 标记之后”。 EXIF 规范[6] 第 4.5.4 段提到：“APP1 是紧跟在 SOI 标记之后的”。 在实践中，似乎 JFIF 'won' 和 EXIF 可以是第三个块。 03 生成普通的旧 JPEG 这篇博文提供了不需要任何标准库补丁(或 forks)的 Cox 方法的替代方法。与往常一样，fork 具有从上游缓慢分叉的长期风险。Go 标准库的上游补丁受制于“3 个月的新功能，3 个月的稳定” 发布周期[7]，并决定额外的 JFIF 块是强制性的还是可选的(如果可选，API 应该是什么，受兼容性限制[8])。 该方案的主要思想是 jpeg.Encode[9] 函数接受一个 io.Writer 参数，并且很容易包装 io.Writer 以在正确的位置插入 JFIF 字节。 首先，让我们编写一个简单的程序来生成一张 1x1 JPEG 图像。 package main import ( "image" "image/jpeg" "os" ) func main() { m := image.NewGray(image.Rect(0, 0, 1, 1)) if err := jpeg.Encode(os.Stdout, m, nil); err != nil { os.Stderr.WriteString(err.Error() + "n") os.Exit(1) } } 运行它会生成一个 JPEG(但不是 JFIF)文件。 $ go run from-jpeg-to-jfif.go > x $ hd x | head -n 5 00000000 ff d8 ff db 00 84 00 08 06 06 07 06 05 08 07 07 |................| 00000010 07 09 09 08 0a 0c 14 0d 0c 0b 0b 0c 19 12 13 0f |................| 00000020 14 1d 1a 1f 1e 1d 1a 1c 1c 20 24 2e 27 20 22 2c |......... $.' ",| 00000030 23 1c 1c 28 37 29 2c 30 31 34 34 34 1f 27 39 3d |#..(7),01444.'9=| 00000040 38 32 3c 2e 33 34 32 01 09 09 09 0c 0b 0c 18 0d |82<.342.........| $ file x x: JPEG image data, baseline, precision 8, 1x1, components 1 04 一个 JFIFifying Writer 我们编写一个 jfifEncode 函数，它可以直接替代 jpeg.Encode 但添加额外的 JFIF 字节，只要第二个标记(紧接在 SOI 之后的那个)不是 APP0。 package main import ( "errors" "image" "image/jpeg" "io" "os" ) func main() { m := image.NewGray(image.Rect(0, 0, 1, 1)) if err := jfifEncode(os.Stdout, m, nil); err != nil { os.Stderr.WriteString(err.Error() + "n") os.Exit(1) } } func jfifEncode(w io.Writer, m image.Image, o *jpeg.Options) error { return jpeg.Encode(&jfifWriter{w: w}, m, o) } // jfifWriter wraps an io.Writer to convert the data written to it from a plain // JPEG to a JFIF-enhanced JPEG. It implicitly buffers the first three bytes // written to it. The fourth byte will tell whether the original JPEG already // has the APP0 chunk that JFIF requires. type jfifWriter struct { // w is the wrapped io.Writer. w io.Writer // n ranges between 0 and 4 inclusive. It is the number of bytes written to // this (which also implements io.Writer), saturating at 4. The first three // bytes are expected to be {0xff, 0xd8, 0xff}. The fourth byte indicates // whether the second JPEG chunk is an APP0 chunk or something else. n int } func (jw *jfifWriter) Write(p []byte) (int, error) { nSkipped := 0 for jw.n < 3 { if len(p) == 0 { return nSkipped, nil } else if p[0] != jfifChunk[jw.n] { return nSkipped, errors.New("jfifWriter: input was not a JPEG") } nSkipped++ jw.n++ p = p[1:] } if jw.n == 3 { if len(p) == 0 { return nSkipped, nil } chunk := jfifChunk if p[0] == 0xe0 { // The input JPEG already has an APP0 marker. Just write SOI (2 // bytes) and an 0xff: the three bytes we've previously skipped. chunk = chunk[:3] } if _, err := jw.w.Write(chunk); err != nil { return nSkipped, err } jw.n = 4 } n, err := jw.w.Write(p) return n + nSkipped, err } // jfifChunk is a sequence: an SOI chunk, an APP0/JFIF chunk and finally the // 0xff that starts the third chunk. var jfifChunk = []byte{ 0xff, 0xd8, // SOI marker. 0xff, 0xe0, // APP0 marker. 0x00, 0x10, // Length: 16 byte payload (including these two bytes). 0x4a, 0x46, 0x49, 0x46, 0x00, // "JFIFx00". 0x01, 0x01, // Version 1.01. 0x00, // No density units. 0x00, 0x01, // Horizontal pixel density. 0x00, 0x01, // Vertical pixel density. 0x00, // Thumbnail width. 0x00, // Thumbnail height. 0xff, // Start of the third chunk's marker. } 现在运行它会生成一个 JFIF 文件，而不仅仅是一个 JPEG 文件。 $ go run from-jpeg-to-jfif.go > y $ hd y | head -n 5 00000000 ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 00 00 01 |......JFIF......| 00000010 00 01 00 00 ff db 00 84 00 08 06 06 07 06 05 08 |................| 00000020 07 07 07 09 09 08 0a 0c 14 0d 0c 0b 0b 0c 19 12 |................| 00000030 13 0f 14 1d 1a 1f 1e 1d 1a 1c 1c 20 24 2e 27 20 |........... $.' | 00000040 22 2c 23 1c 1c 28 37 29 2c 30 31 34 34 34 1f 27 |",#..(7),01444.'| $ file y y: JPEG image data, JFIF... baseline... （编辑：丽水站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
