6.3 仕様

JPEG圧縮法をサポートする画像ファイルフォーマットは色々ありますが、ここでは最も一般的なJFIFの仕様を説明することにします。

JFIFファイルは「セグメント」と呼ばれるデータ単位から構成されていて、各セグメントは先頭にあるマーカーと呼ばれる２バイトの識別コードによって区別されます。 マーカーの最初の１バイトはマーカーであることを表す「FFH(16進)」で、次の１バイトがマーカーの種類を表します。 たいていのセグメントはマーカーの後に一定の長さのフィールドが続き、フィールドの先頭にはフィールドの長さを表すデータがあります。

セグメントはGIFファイルのブロックに相当し、マーカーはタグに相当しますが、GIFファイルのブロックが決まった順番で並んでいるのに対して、JFIFファイルのセグメントの順番は最初の２つ、つまり最初にイメージ開始セグメントがあり、次にタイプ０のアプリケーションセグメントが続くということ以外はかなり柔軟性があります。

またマルチバイトデータは、最上位バイトから順に保存されるビッグエンディアン形式で保存されます。

(1) イメージ開始セグメント(Start of image segment、SOI)

JFIFファイルの開始を表すセグメントで、JFIFファイルの先頭に１つだけ存在します。

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) SOIマーカー(M_SOI)

SOIセグメントであることを表すマーカーで、常に固定値D8Hです。

(2) タイプ０のアプリケーションセグメント(Application type 0 segment、APP0)

タイプ０のアプリケーションデータを保存したセグメントで、JFIFファイルの場合はファイルのヘッダ情報を含んでいます。

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) APP0マーカー(M_APP0)

APP0セグメントであることを表すマーカーで、常に固定値E0H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。 サムネイルイメージがない場合、この値は常に16です。

4) JFIF識別子(JFIF_ID)

JFIFファイルであることを表すデータで、常にASCII文字の「JFIF\0(4A46494600H、最後にヌル文字を含む)」です。

5) バージョン番号(Version)

JFIFファイルのバージョンを表すデータで、最初のバイトがメジャーバージョンを整数で表し、次のバイトがマイナーバージョンを整数で表します。 例えばVersion 1.01 の場合は「11(0101H)」、Version 1.02 の場合は「12(0102H)」となります。

6) ピクセル濃度の単位(Unit)

画像のピクセル濃度(解像度)の単位を表す整数コードで、以下のような種類があります。

• コード０…不定単位(単位なし、処理プログラムに任せる)
• コード１…ピクセル／インチ(inch)単位
• コード２…ピクセル／センチメートル(cm)単位

7) 横と縦のピクセル濃度(X_den、Y_den)

画像の水平方向と垂直方向のピクセル濃度を整数で表したものです。

8) サムネイルイメージの幅と高さ(X_thumb、Y_thumb)

サムネイルイメージとは元の画像を「親指の爪(Thumbnail)」ほどの大きさに縮小した小さな画像のことで、元の画像を展開する前に見本として表示するためのものです。 このデータはサムネイルイメージの幅と高さをピクセル単位で表したもので、サムネイルイメージがない場合はどちらの値も０となります。

9) サムネイルイメージ(Thumb)

サムネイルイメージのビットマップイメージデータで、24ビットのRGBデータを含みます。 イメージデータのサイズは、ピクセル数をＮ＝X_thumb × Y_thumb としますと３Ｎバイトとなります。

(3) 量子化テーブル定義セグメント(Define quantization table segment、DQT)

ＹＣbＣrスペクトルデータを量子化するための量子化因子を定義した、量子化テーブルセグメントです。

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) DQTマーカー(M_DQT)

DQTセグメントであることを表すマーカーで、常に固定値DBH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) 精度とテーブル識別子(P/T)

上位４ビットは次に続く量子化因子の精度を表すコードであり、下位４ビットはテーブルの識別子を表します。 量子化因子の精度を表すコードは以下のような種類があり、テーブル識別子は０、１、２、３の４種類があります。

• コード０…８ビット(ベースラインJPEGは常にこのコード)
• コード１…16ビット

5) 量子化因子(QF00〜QF77)

８ビットまたは16ビットの整数で表された量子化因子です。 JPEG圧縮では画像は８×８ピクセルの小領域に分割して処理されますので、スペクトル要素は８×８＝64個あり、それに対応して量子化因子も64個あります。 それらの量子化因子は縦と横の座標値０〜７を添え字としてQF00〜QF07、QF10〜QF17、…、QF70〜QF77と表され、64個１組で１つの量子化テーブルを形成します。 したがって量子化テーブル全体のサイズは、精度とテーブル識別子バイトも含めて１＋64バイトまたは１＋128バイトになります。

DQTセグメントには最大４つの量子化テーブルを含むことができますが、普通はＹ要素が使用するテーブル(通常はテーブル識別子０)を１つと、Ｃb要素とＣr要素が共通で使用するテーブル(通常はテーブル識別子１)を１つ含みます。

最終更新日：2000年1月1日 　第2節へ その２へ

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