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【調査中】JPEG画像を無劣化(ロスレス)で切り貼りしたい【ハフマン符号】 #画像処理 - Qiita

JPEG画像を無劣化でトリミングしたり、左右に連結したりできるとするソフトウェアを紹介した
JPEG画像内のハフマン符号の観察を行い、deflate と似た技術で符号が記述されていると予想した

別の表現をされた同じ(だろう)データの用意

圧縮をかけると、圧縮のしかたによって得られる画像に違いが出る可能性がある。
とはいえ、品質を 100 にして圧縮を避けることで、同じ画像が得られるかもしれないと考えた。
そこで、まず「8×8の緑背景で左上だけ黒いブロックを3個横に並べたPNG画像」を用意し、これを以下のソフトウェアでJPEGに変換した。

ImageMagick 7.1.1-12
JTrim Version 1.53c
GIMP 2.10.38

GIMP における品質以外の保存設定は、以下のようにした。

各種「保存」(Exif データなど)：オフ
コメント：空
Use arithmetic coding：オフ
プログレッシブ：オフ
スムージング：0.00
リスタートマーカー：オフ
サブサンプリング：4:4:4 (最高品質)
DCT 変換方法：整数

以下が、元の画像と各ソフトウェアで変換した画像ファイルの hexdump である。

元の画像 (PNG)

test_green_dot_24x8.png

00000000  89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a 00 00 00 0d 49 48 44 52  |.PNG........IHDR|
00000010  00 00 00 18 00 00 00 08 08 06 00 00 00 e3 a1 3f  |...............?|
00000020  63 00 00 00 01 73 52 47 42 00 ae ce 1c e9 00 00  |c....sRGB.......|
00000030  00 04 67 41 4d 41 00 00 b1 8f 0b fc 61 05 00 00  |..gAMA......a...|
00000040  00 09 70 48 59 73 00 00 0e c3 00 00 0e c3 01 c7  |..pHYs..........|
00000050  6f a8 64 00 00 00 2b 49 44 41 54 38 4f ad c9 b1  |o.d...+IDAT8O...|
00000060  0d 00 30 0c 80 30 fe 7f 3a dd 83 94 a5 c8 1b 00  |..0..0..:.......|
00000070  cc e9 fb ef 50 53 a8 29 d4 14 6a 0a 35 85 9a 42  |....PS.)..j.5..B|
00000080  ec 01 75 e0 7b 93 47 3f c0 92 00 00 00 00 49 45  |..u.{.G?......IE|
00000090  4e 44 ae 42 60 82                                |ND.B`.|

ImageMagick で変換した画像

test_green_dot_24x8_magick_q100.jpg

00000000  ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 02 00 25  |......JFIF.....%|
00000010  00 25 00 00 ff db 00 43 00 01 01 01 01 01 01 01  |.%.....C........|
00000020  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000030  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000040  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000050  01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff db 00 43 01 01 01  |............C...|
00000060  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000070  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000080  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000090  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff c0  |................|
000000a0  00 11 08 00 08 00 18 03 01 11 00 02 11 01 03 11  |................|
000000b0  01 ff c4 00 15 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000000c0  00 00 00 00 00 00 00 08 ff c4 00 19 10 01 01 01  |................|
000000d0  01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 05 04 03  |................|
000000e0  06 02 01 ff c4 00 15 01 01 01 00 00 00 00 00 00  |................|
000000f0  00 00 00 00 00 00 00 00 00 0a ff c4 00 18 11 01  |................|
00000100  01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04  |................|
00000110  03 05 02 01 ff da 00 0c 03 01 00 02 11 03 11 00  |................|
00000120  3f 00 a7 45 14 6e 6c 62 79 de 74 93 00 e7 c0 32  |?..E.nlby.t....2|
00000130  01 42 08 58 25 2c 61 46 2e 5c a1 30 92 4c 87 2c  |.B.X%,aF.\.0.L.,|
00000140  22 38 c3 a2 c3 08 e0 82 3c 31 96 39 71 ca 79 f2  |"8......<1.9q.y.|
00000150  cf 1c fc 78 f9 2d 2f 7b b5 1c cd 3d 36 2f 47 4b  |...x.-/{...=6/GK|
00000160  45 68 7e 86 83 d1 66 39 ee 65 bb 42 d8 c5 a3 ba  |Eh~...f9.e.B....|
00000170  5d 4b 55 e9 4b a1 17 a7 76 bd bb ee b5 ef ae fa  |]KU.K...v.......|
00000180  eb af 62 d3 4f 4f 4b 6b 4b 43 63 63 41 ba da fa  |..b.OOKkKCccA...|
00000190  cd 5e 9e ae ae 9a ee fd 2d 3d 27 de 8a 76 86 83  |.^......-='..v..|
000001a0  95 4a a9 8d 62 ab 54 ad 69 ad 2e 8b d2 96 b5 3b  |.J..b.T.i......;|
000001b0  a7 7d 75 e8 51 46 e6 c6 27 9d e7 49 30 0e 7c 03  |.}u.QF..'..I0.|.|
000001c0  20 14 20 85 82 52 c6 14 62 e5 ca 13 09 24 c8 72  | . ..R..b....$.r|
000001d0  c2 23 8c 3a 2c 30 8e 08 23 c3 19 63 97 1c a7 9f  |.#.:,0..#..c....|
000001e0  2c f1 cf c7 8f 87 bd da 8e 66 9e 9b 17 a3 a5 a2  |,........f......|
000001f0  b4 3f 43 41 e8 b3 1c f7 32 dd a1 6c 62 d1 dd 2e  |.?CA....2..lb...|
00000200  a5 aa f4 a5 d0 8b d3 bb 5e dd f7 5a f7 d7 7d 75  |........^..Z..}u|
00000210  d7 ad 3d 3d 2d ad 2d 0d 8d 8d 06 eb 6b eb 35 7a  |..==-.-.....k.5z|
00000220  7a ba ba 6b bb f4 b4 f4 9f 7a 29 da 1a 0e 55 2a  |z..k.....z)...U*|
00000230  a6 35 8a ad 52 b5 a6 b4 ba 2f 4a 5a d4 ee 9d f5  |.5..R..../JZ....|
00000240  d7 a1 45 1b 9b 18 9e 77 9d 24 c0 39 f0 0c 80 50  |..E....w.$.9...P|
00000250  82 16 09 4b 18 51 8b 97 28 4c 24 93 21 cb 08 8e  |...K.Q..(L$.!...|
00000260  30 e8 b0 c2 38 20 8f 0c 65 8e 5c 72 9e 7c b3 c7  |0...8 ..e.\r.|..|
00000270  3f 1e 3e 1e f7 6a 39 9a 7a 6c 5e 8e 96 8a d0 fd  |?.>..j9.zl^.....|
00000280  0d 07 a2 cc 73 dc cb 76 85 b1 8b 47 74 ba 96 ab  |....s..v...Gt...|
00000290  d2 97 42 2f 4e ed 7b 77 dd 6b df 5d f5 d7 5e b4  |..B/N.{w.k.]..^.|
000002a0  f4 f4 b6 b4 b4 36 36 34 1b ad af ac d5 e9 ea ea  |.....664........|
000002b0  e9 ae ef d2 d3 d2 7d e8 a7 68 68 39 54 aa 98 d6  |......}..hh9T...|
000002c0  2a b5 4a d6 9a d2 e8 bd 29 6b 53 ba 77 d7 5e ff  |*.J.....)kS.w.^.|
000002d0  00 ff d9                                         |...|

JTrim で変換した画像

test_green_dot_24x8_jtrim_q100.jpg

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 43 00 01 01 01 01 01 01 01  |.......C........|
00000020  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000030  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000040  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000050  01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff db 00 43 01 01 01  |............C...|
00000060  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000070  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000080  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000090  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff c0  |................|
000000a0  00 11 08 00 08 00 18 03 01 22 00 02 11 01 03 11  |........."......|
000000b0  01 ff c4 00 1f 00 00 01 05 01 01 01 01 01 01 00  |................|
000000c0  00 00 00 00 00 00 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09  |................|
000000d0  0a 0b ff c4 00 b5 10 00 02 01 03 03 02 04 03 05  |................|
000000e0  05 04 04 00 00 01 7d 01 02 03 00 04 11 05 12 21  |......}........!|
000000f0  31 41 06 13 51 61 07 22 71 14 32 81 91 a1 08 23  |1A..Qa."q.2....#|
00000100  42 b1 c1 15 52 d1 f0 24 33 62 72 82 09 0a 16 17  |B...R..$3br.....|
00000110  18 19 1a 25 26 27 28 29 2a 34 35 36 37 38 39 3a  |...%&'()*456789:|
00000120  43 44 45 46 47 48 49 4a 53 54 55 56 57 58 59 5a  |CDEFGHIJSTUVWXYZ|
00000130  63 64 65 66 67 68 69 6a 73 74 75 76 77 78 79 7a  |cdefghijstuvwxyz|
00000140  83 84 85 86 87 88 89 8a 92 93 94 95 96 97 98 99  |................|
00000150  9a a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa b2 b3 b4 b5 b6 b7  |................|
00000160  b8 b9 ba c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca d2 d3 d4 d5  |................|
00000170  d6 d7 d8 d9 da e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea f1  |................|
00000180  f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa ff c4 00 1f 01 00 03  |................|
00000190  01 01 01 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 01  |................|
000001a0  02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b ff c4 00 b5 11 00  |................|
000001b0  02 01 02 04 04 03 04 07 05 04 04 00 01 02 77 00  |..............w.|
000001c0  01 02 03 11 04 05 21 31 06 12 41 51 07 61 71 13  |......!1..AQ.aq.|
000001d0  22 32 81 08 14 42 91 a1 b1 c1 09 23 33 52 f0 15  |"2...B.....#3R..|
000001e0  62 72 d1 0a 16 24 34 e1 25 f1 17 18 19 1a 26 27  |br...$4.%.....&'|
000001f0  28 29 2a 35 36 37 38 39 3a 43 44 45 46 47 48 49  |()*56789:CDEFGHI|
00000200  4a 53 54 55 56 57 58 59 5a 63 64 65 66 67 68 69  |JSTUVWXYZcdefghi|
00000210  6a 73 74 75 76 77 78 79 7a 82 83 84 85 86 87 88  |jstuvwxyz.......|
00000220  89 8a 92 93 94 95 96 97 98 99 9a a2 a3 a4 a5 a6  |................|
00000230  a7 a8 a9 aa b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba c2 c3 c4  |................|
00000240  c5 c6 c7 c8 c9 ca d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da e2  |................|
00000250  e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9  |................|
00000260  fa ff da 00 0c 03 01 00 02 11 03 11 00 3f 00 fa  |.............?..|
00000270  77 45 d1 74 6f 0d e8 da 4f 87 7c 3b a4 e9 9a 07  |wE.to...O.|;....|
00000280  87 f4 0d 32 c3 45 d0 b4 2d 16 c2 d7 4b d1 b4 5d  |...2.E..-...K..]|
00000290  1b 4b b5 8a c7 4c d2 74 9d 32 c6 28 2c b4 ed 33  |.K...L.t.2.(,..3|
000002a0  4e b2 82 0b 3b 0b 0b 38 21 b5 b3 b5 86 2b 7b 78  |N...;..8!....+{x|
000002b0  a3 86 34 40 68 ba 2e 8d e1 bd 1b 49 f0 ef 87 74  |..4@h......I...t|
000002c0  9d 33 40 f0 fe 81 a6 58 68 ba 16 85 a2 d8 5a e9  |.3@....Xh.....Z.|
000002d0  7a 36 8b a3 69 76 b1 58 e9 9a 4e 93 a6 58 c5 05  |z6..iv.X..N..X..|
000002e0  96 9d a6 69 d6 50 41 67 61 61 67 04 36 b6 76 b0  |...i.PAgaag.6.v.|
000002f0  c5 6f 6f 14 70 c6 88 0a 2b fe 59 27 5e bd 4f 6b  |.oo.p...+.Y'^.Ok|
00000300  ed 2b 55 9f b7 aa ab d7 e7 a9 39 7b 6a eb da 5a  |.+U.......9{j..Z|
00000310  b5 5e 69 3f 69 55 7b 6a d6 a9 3b cd 7b 5a 96 97  |.^i?iU{j..;.{Z..|
00000320  ef 25 7f f8 ae a9 89 c4 d5 f6 fe d7 11 5e a7 d6  |.%...........^..|
00000330  6b ac 4e 27 da 55 a9 3f ac 62 63 ed b9 71 15 f9  |k.N'.U.?.bc..q..|
00000340  a4 fd ad 78 fd 62 bd aa d4 e6 a8 bd bd 6b 4b f7  |...x.b.......kK.|
00000350  93 e6 34 5d 17 46 f0 de 8d a4 f8 77 c3 ba 4e 99  |..4].F.....w..N.|
00000360  a0 78 7f 40 d3 2c 34 5d 0b 42 d1 6c 2d 74 bd 1b  |.x.@.,4].B.l-t..|
00000370  45 d1 b4 bb 58 ac 74 cd 27 49 d3 2c 62 82 cb 4e  |E...X.t.'I.,b..N|
00000380  d3 34 eb 28 20 b3 b0 b0 b3 82 1b 5b 3b 58 62 b7  |.4.( ......[;Xb.|
00000390  b7 8a 38 63 44 05 14 54 d4 a9 3a b5 27 56 ac e7  |..8cD..T..:.'V..|
000003a0  52 ad 49 ca a5 4a 95 24 e7 52 a4 e6 dc a7 39 ce  |R.I..J.$.R....9.|
000003b0  4d ca 53 94 9b 94 a5 26 dc 9b 6d b6 d9 9d 5a b5  |M.S....&..m...Z.|
000003c0  2b d4 a9 5a b5 49 d6 ad 5a 73 ab 56 ad 59 ca a5  |+..Z.I..Zs.V.Y..|
000003d0  4a b5 2a 49 ce a5 4a 95 26 dc a7 39 c9 b9 4e 72  |J.*I..J.&..9..Nr|
000003e0  6e 52 93 6d b6 db 67 ff d9                       |nR.m..g..|

GIMP で変換した画像 (最適化オン)

test_green_dot_24x8_gimp_q100.jpg

00000000  ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 02 00 25  |......JFIF.....%|
00000010  00 25 00 00 ff db 00 43 00 01 01 01 01 01 01 01  |.%.....C........|
00000020  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000030  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000040  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000050  01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff db 00 43 01 01 01  |............C...|
00000060  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
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00000090  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff c0  |................|
000000a0  00 11 08 00 08 00 18 03 01 11 00 02 11 01 03 11  |................|
000000b0  01 ff c4 00 15 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000000c0  00 00 00 00 00 00 00 08 ff c4 00 19 10 01 01 01  |................|
000000d0  01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 05 04 03  |................|
000000e0  06 02 01 ff c4 00 15 01 01 01 00 00 00 00 00 00  |................|
000000f0  00 00 00 00 00 00 00 00 00 0a ff c4 00 18 11 01  |................|
00000100  01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04  |................|
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00000120  3f 00 a7 45 14 6e 6c 62 79 de 74 93 00 e7 c0 32  |?..E.nlby.t....2|
00000130  01 42 08 58 25 2c 61 46 2e 5c a1 30 92 4c 87 2c  |.B.X%,aF.\.0.L.,|
00000140  22 38 c3 a2 c3 08 e0 82 3c 31 96 39 71 ca 79 f2  |"8......<1.9q.y.|
00000150  cf 1c fc 78 f9 2d 2f 7b b5 1c cd 3d 36 2f 47 4b  |...x.-/{...=6/GK|
00000160  45 68 7e 86 83 d1 66 39 ee 65 bb 42 d8 c5 a3 ba  |Eh~...f9.e.B....|
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00000240  d7 a1 45 1b 9b 18 9e 77 9d 24 c0 39 f0 0c 80 50  |..E....w.$.9...P|
00000250  82 16 09 4b 18 51 8b 97 28 4c 24 93 21 cb 08 8e  |...K.Q..(L$.!...|
00000260  30 e8 b0 c2 38 20 8f 0c 65 8e 5c 72 9e 7c b3 c7  |0...8 ..e.\r.|..|
00000270  3f 1e 3e 1e f7 6a 39 9a 7a 6c 5e 8e 96 8a d0 fd  |?.>..j9.zl^.....|
00000280  0d 07 a2 cc 73 dc cb 76 85 b1 8b 47 74 ba 96 ab  |....s..v...Gt...|
00000290  d2 97 42 2f 4e ed 7b 77 dd 6b df 5d f5 d7 5e b4  |..B/N.{w.k.]..^.|
000002a0  f4 f4 b6 b4 b4 36 36 34 1b ad af ac d5 e9 ea ea  |.....664........|
000002b0  e9 ae ef d2 d3 d2 7d e8 a7 68 68 39 54 aa 98 d6  |......}..hh9T...|
000002c0  2a b5 4a d6 9a d2 e8 bd 29 6b 53 ba 77 d7 5e ff  |*.J.....)kS.w.^.|
000002d0  00 ff d9                                         |...|

GIMP で変換した画像 (最適化オフ)

test_green_dot_24x8_gimp_q100_noopt.jpg

00000000  ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 02 00 25  |......JFIF.....%|
00000010  00 25 00 00 ff db 00 43 00 01 01 01 01 01 01 01  |.%.....C........|
00000020  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000030  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000040  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000050  01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff db 00 43 01 01 01  |............C...|
00000060  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000070  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000080  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000090  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff c0  |................|
000000a0  00 11 08 00 08 00 18 03 01 11 00 02 11 01 03 11  |................|
000000b0  01 ff c4 00 1f 00 00 01 05 01 01 01 01 01 01 00  |................|
000000c0  00 00 00 00 00 00 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09  |................|
000000d0  0a 0b ff c4 00 b5 10 00 02 01 03 03 02 04 03 05  |................|
000000e0  05 04 04 00 00 01 7d 01 02 03 00 04 11 05 12 21  |......}........!|
000000f0  31 41 06 13 51 61 07 22 71 14 32 81 91 a1 08 23  |1A..Qa."q.2....#|
00000100  42 b1 c1 15 52 d1 f0 24 33 62 72 82 09 0a 16 17  |B...R..$3br.....|
00000110  18 19 1a 25 26 27 28 29 2a 34 35 36 37 38 39 3a  |...%&'()*456789:|
00000120  43 44 45 46 47 48 49 4a 53 54 55 56 57 58 59 5a  |CDEFGHIJSTUVWXYZ|
00000130  63 64 65 66 67 68 69 6a 73 74 75 76 77 78 79 7a  |cdefghijstuvwxyz|
00000140  83 84 85 86 87 88 89 8a 92 93 94 95 96 97 98 99  |................|
00000150  9a a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa b2 b3 b4 b5 b6 b7  |................|
00000160  b8 b9 ba c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca d2 d3 d4 d5  |................|
00000170  d6 d7 d8 d9 da e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea f1  |................|
00000180  f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa ff c4 00 1f 01 00 03  |................|
00000190  01 01 01 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 01  |................|
000001a0  02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b ff c4 00 b5 11 00  |................|
000001b0  02 01 02 04 04 03 04 07 05 04 04 00 01 02 77 00  |..............w.|
000001c0  01 02 03 11 04 05 21 31 06 12 41 51 07 61 71 13  |......!1..AQ.aq.|
000001d0  22 32 81 08 14 42 91 a1 b1 c1 09 23 33 52 f0 15  |"2...B.....#3R..|
000001e0  62 72 d1 0a 16 24 34 e1 25 f1 17 18 19 1a 26 27  |br...$4.%.....&'|
000001f0  28 29 2a 35 36 37 38 39 3a 43 44 45 46 47 48 49  |()*56789:CDEFGHI|
00000200  4a 53 54 55 56 57 58 59 5a 63 64 65 66 67 68 69  |JSTUVWXYZcdefghi|
00000210  6a 73 74 75 76 77 78 79 7a 82 83 84 85 86 87 88  |jstuvwxyz.......|
00000220  89 8a 92 93 94 95 96 97 98 99 9a a2 a3 a4 a5 a6  |................|
00000230  a7 a8 a9 aa b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba c2 c3 c4  |................|
00000240  c5 c6 c7 c8 c9 ca d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da e2  |................|
00000250  e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9  |................|
00000260  fa ff da 00 0c 03 01 00 02 11 03 11 00 3f 00 fa  |.............?..|
00000270  77 45 d1 74 6f 0d e8 da 4f 87 7c 3b a4 e9 9a 07  |wE.to...O.|;....|
00000280  87 f4 0d 32 c3 45 d0 b4 2d 16 c2 d7 4b d1 b4 5d  |...2.E..-...K..]|
00000290  1b 4b b5 8a c7 4c d2 74 9d 32 c6 28 2c b4 ed 33  |.K...L.t.2.(,..3|
000002a0  4e b2 82 0b 3b 0b 0b 38 21 b5 b3 b5 86 2b 7b 78  |N...;..8!....+{x|
000002b0  a3 86 34 41 ff 00 2d 38 fc 7e 3b 34 c7 63 33 3c  |..4A..-8.~;4.c3<|
000002c0  cf 19 8b cc 73 2c c7 17 88 c7 e6 19 86 3f 11 5b  |....s,.......?.[|
000002d0  19 8e c7 e3 b1 95 a7 88 c5 e3 31 98 bc 44 ea 57  |..........1..D.W|
000002e0  c5 62 f1 55 ea 54 af 88 c4 57 a9 3a d5 eb 4e 75  |.b.U.T...W.:..Nu|
000002f0  6a ce 53 94 a4 ff 00 e2 d3 33 cc f3 2c eb 32 cc  |j.S......3..,.2.|
00000300  33 8c e3 30 c6 e6 d9 be 6d 8d c5 e6 79 ae 6b 99  |3..0....m...y.k.|
00000310  e2 eb e3 f3 2c cf 32 c7 d7 a9 8a c7 66 19 86 3b  |....,.2.....f..;|
00000320  15 52 ae 2b 19 8d c6 62 aa d5 c4 e2 f1 78 9a b5  |.R.+...b.....x..|
00000330  2b e2 2b d4 a9 5a b5 49 d4 9c a4 cd 17 45 d1 bc  |+.+..Z.I.....E..|
00000340  37 a3 69 3e 1d f0 ee 93 a6 68 1e 1f d0 34 cb 0d  |7.i>.....h...4..|
00000350  17 42 d0 b4 5b 0b 5d 2f 46 d1 74 6d 2e d6 2b 1d  |.B..[.]/F.tm..+.|
00000360  33 49 d2 74 cb 18 a0 b2 d3 b4 cd 3a ca 08 2c ec  |3I.t.......:..,.|
00000370  2c 2c e0 86 d6 ce d6 18 ad ed e2 8e 18 d1 01 8f  |,,..............|
00000380  c7 e3 b3 4c 76 33 33 cc f1 98 bc c7 32 cc 71 78  |...Lv33.....2.qx|
00000390  8c 7e 61 98 63 f1 15 b1 98 ec 7e 3b 19 5a 78 8c  |.~a.c.....~;.Zx.|
000003a0  5e 33 19 8b c4 4e a5 7c 56 2f 15 5e a5 4a f8 8c  |^3...N.|V/.^.J..|
000003b0  45 7a 93 ad 5e b4 e7 56 ac e5 39 4a 4c cc f3 3c  |Ez..^..V..9JL..<|
000003c0  cb 3a cc b3 0c e3 38 cc 31 b9 b6 6f 9b 63 71 79  |.:....8.1..o.cqy|
000003d0  9e 6b 9a e6 78 ba f8 fc cb 33 cc b1 f5 ea 62 b1  |.k..x....3....b.|
000003e0  d9 86 61 8e c5 54 ab 8a c6 63 71 98 aa b5 71 38  |..a..T...cq...q8|
000003f0  bc 5e 26 ad 4a f8 8a f5 2a 56 ad 52 75 27 29 33  |.^&.J...*V.Ru')3|
00000400  45 d1 74 6f 0d e8 da 4f 87 7c 3b a4 e9 9a 07 87  |E.to...O.|;.....|
00000410  f4 0d 32 c3 45 d0 b4 2d 16 c2 d7 4b d1 b4 5d 1b  |..2.E..-...K..].|
00000420  4b b5 8a c7 4c d2 74 9d 32 c6 28 2c b4 ed 33 4e  |K...L.t.2.(,..3N|
00000430  b2 82 0b 3b 0b 0b 38 21 b5 b3 b5 86 2b 7b 78 a3  |...;..8!....+{x.|
00000440  86 34 40 63 f1 f8 ec d3 1d 8c cc f3 3c 66 2f 31  |.4@c........<f/1|
00000450  cc b3 1c 5e 23 1f 98 66 18 fc 45 6c 66 3b 1f 8e  |...^#..f..Elf;..|
00000460  c6 56 9e 23 17 8c c6 62 f1 13 a9 5f 15 8b c5 57  |.V.#...b..._...W|
00000470  a9 52 be 23 11 5e a4 eb 57 ad 39 d5 ab 39 4e 52  |.R.#.^..W.9..9NR|
00000480  93 33 3c cf 32 ce b3 2c c3 38 ce 33 0c 6e 6d 9b  |.3<.2..,.8.3.nm.|
00000490  e6 d8 dc 5e 67 9a e6 b9 9e 2e be 3f 32 cc f3 2c  |...^g......?2..,|
000004a0  7d 7a 98 ac 76 61 98 63 b1 55 2a e2 b1 98 dc 66  |}z..va.c.U*....f|
000004b0  2a ad 5c 4e 2f 17 89 ab 52 be 22 bd 4a 95 ab 54  |*.\N/...R.".J..T|
000004c0  9d 49 ca 4f ff d9                                |.I.O..|

すると、以下のことがわかった。

ImageMagick で変換した画像と GIMP で変換した画像 (最適化オン) は、全く同じ (SHA-1 ハッシュ値が同じ) である
ImageMagick の compare で比較した結果、GIMP で変換した2種類の画像は同じ内容であり、これらは JTrim で変換した画像とは異なる内容である

確実ではないものの、画像の内容が同じということは、記録されている内容も同じ可能性が高いと考えられる。
そこで、TSXBIN を用いて、GIMP で変換した2種類の画像のハフマン符号テーブル情報を見てみた。
結果は以下である。

最適化オン

0B1  ★DHT[0]              FF C4
0B3  SizeOfThis[0]         00 15
0B5  Th                    00
0B6  DCHaffman[0]          01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0C6  DCHaffman[16]         00 08
0C8  ★DHT[0]              FF C4
0CA  SizeOfThis[0]         00 19
0CC  Th                    10
0CD  ACHaffman[0]          01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0DD  ACHaffman[16]         05 04 03 06 02 01
0E3  ★DHT[0]              FF C4
0E5  SizeOfThis[0]         00 15
0E7  Th                    01
0E8  DCHaffman[0]          01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0F8  DCHaffman[16]         00 0A
0FA  ★DHT[0]              FF C4
0FC  SizeOfThis[0]         00 18
0FE  Th                    11
0FF  ACHaffman[0]          01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
10F  ACHaffman[16]         04 03 05 02 01

最適化オフ

0B1  ★DHT[0]              FF C4
0B3  SizeOfThis[0]         00 1F
0B5  Th                    00
0B6  DCHaffman[0]          00 01 05 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00
0C6  DCHaffman[16]         00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B
0D2  ★DHT[0]              FF C4
0D4  SizeOfThis[0]         00 B5
0D6  Th                    10
0D7  ACHaffman[0]          00 02 01 03 03 02 04 03 05 05 04 04 00 00 01 7D
0E7  ACHaffman[16]         01 02 03 00 04 11 05 12 21 31 41 06 13 51 61 07
0F7  ACHaffman[32]         22 71 14 32 81 91 A1 08 23 42 B1 C1 15 52 D1 F0
107  ACHaffman[48]         24 33 62 72 82 09 0A 16 17 18 19 1A 25 26 27 28
117  ACHaffman[64]         29 2A 34 35 36 37 38 39 3A 43 44 45 46 47 48 49
127  ACHaffman[80]         4A 53 54 55 56 57 58 59 5A 63 64 65 66 67 68 69
137  ACHaffman[96]         6A 73 74 75 76 77 78 79 7A 83 84 85 86 87 88 89
147  ACHaffman[112]        8A 92 93 94 95 96 97 98 99 9A A2 A3 A4 A5 A6 A7
157  ACHaffman[128]        A8 A9 AA B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 BA C2 C3 C4 C5
167  ACHaffman[144]        C6 C7 C8 C9 CA D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA E1 E2
177  ACHaffman[160]        E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 EA F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8
187  ACHaffman[176]        F9 FA
189  ★DHT[0]              FF C4
18B  SizeOfThis[0]         00 1F
18D  Th                    01
18E  DCHaffman[0]          00 03 01 01 01 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00
19E  DCHaffman[16]         00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B
1AA  ★DHT[0]              FF C4
1AC  SizeOfThis[0]         00 B5
1AE  Th                    11
1AF  ACHaffman[0]          00 02 01 02 04 04 03 04 07 05 04 04 00 01 02 77
1BF  ACHaffman[16]         00 01 02 03 11 04 05 21 31 06 12 41 51 07 61 71
1CF  ACHaffman[32]         13 22 32 81 08 14 42 91 A1 B1 C1 09 23 33 52 F0
1DF  ACHaffman[48]         15 62 72 D1 0A 16 24 34 E1 25 F1 17 18 19 1A 26
1EF  ACHaffman[64]         27 28 29 2A 35 36 37 38 39 3A 43 44 45 46 47 48
1FF  ACHaffman[80]         49 4A 53 54 55 56 57 58 59 5A 63 64 65 66 67 68
20F  ACHaffman[96]         69 6A 73 74 75 76 77 78 79 7A 82 83 84 85 86 87
21F  ACHaffman[112]        88 89 8A 92 93 94 95 96 97 98 99 9A A2 A3 A4 A5
22F  ACHaffman[128]        A6 A7 A8 A9 AA B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 BA C2 C3
23F  ACHaffman[144]        C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA
24F  ACHaffman[160]        E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 EA F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8
25F  ACHaffman[176]        F9 FA

最適化オンのときは、画像データで用いる最低限のデータをハフマン符号テーブルに載せていそうである。
一方、最適化オフのときは、画像データで用いないデータも含む？多くのデータがハフマン符号テーブルに載り、比較的複雑な符号になりそうである。

また、品質を 90 にした場合でも、GIMP の最適化オンとオフで今回変換した画像の内容は変わらなかった。

各符号長の符号が1個ずつしか無いデータの観察

より小さいデータで観察するため、白背景の8x8で左上だけ黒いPNG画像を用意し、GIMP で JPEG に変換した。
なお、普通に変換すると3個のコンポーネントがみられたので、画像を読み込んだあとメニューの「画像 → モード」で「グレースケール」を選択し、変換を行った。

元画像 (PNG)

test_white_dot_8x8.png

00000000  89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a 00 00 00 0d 49 48 44 52  |.PNG........IHDR|
00000010  00 00 00 08 00 00 00 08 08 06 00 00 00 c4 0f be  |................|
00000020  8b 00 00 00 01 73 52 47 42 00 ae ce 1c e9 00 00  |.....sRGB.......|
00000030  00 04 67 41 4d 41 00 00 b1 8f 0b fc 61 05 00 00  |..gAMA......a...|
00000040  00 09 70 48 59 73 00 00 0e c3 00 00 0e c3 01 c7  |..pHYs..........|
00000050  6f a8 64 00 00 00 13 49 44 41 54 28 53 63 60 60  |o.d....IDAT(Sc``|
00000060  60 f8 8f 0f e0 97 1d 36 0a 00 75 9a fc 04 ca 40  |`......6..u....@|
00000070  e7 f3 00 00 00 00 49 45 4e 44 ae 42 60 82        |......IEND.B`.|

GIMP で変換した画像 (最適化オン)

test_white_dot_8x8_gimp_q100_gray.jpg

00000000  ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 02 00 25  |......JFIF.....%|
00000010  00 25 00 00 ff db 00 43 00 01 01 01 01 01 01 01  |.%.....C........|
00000020  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000030  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000040  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000050  01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff c0 00 0b 08 00 08  |................|
00000060  00 08 01 01 11 00 ff c4 00 14 00 01 00 00 00 00  |................|
00000070  00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0a ff c4 00 18  |................|
00000080  10 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000090  00 06 05 04 03 02 ff da 00 08 01 01 00 00 3f 00  |..............?.|
000000a0  7b 04 c9 95 04 54 c8 50 a6 4f 8b 12 2c fc 62 63  |{....T.P.O..,.bc|
000000b0  87 13 8d 38 e1 52 65 4e 4e cd 1c f1 93 27 a3 e6  |...8.ReNN....'..|
000000c0  c7 22 09 f8 52 31 e3 97 1a 34 bc 79 67 4b 9d 97  |."..R1...4.ygK..|
000000d0  36 1c 39 b8 66 e1 cb 97 9f ff d9                 |6.9.f......|

GIMP で変換した画像 (最適化オフ)

test_white_dot_8x8_gimp_q100_gray_noopt.jpg

00000000  ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 02 00 25  |......JFIF.....%|
00000010  00 25 00 00 ff db 00 43 00 01 01 01 01 01 01 01  |.%.....C........|
00000020  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000030  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000040  01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01  |................|
00000050  01 01 01 01 01 01 01 01 01 ff c0 00 0b 08 00 08  |................|
00000060  00 08 01 01 11 00 ff c4 00 1f 00 00 01 05 01 01  |................|
00000070  01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 01 02 03 04  |................|
00000080  05 06 07 08 09 0a 0b ff c4 00 b5 10 00 02 01 03  |................|
00000090  03 02 04 03 05 05 04 04 00 00 01 7d 01 02 03 00  |...........}....|
000000a0  04 11 05 12 21 31 41 06 13 51 61 07 22 71 14 32  |....!1A..Qa."q.2|
000000b0  81 91 a1 08 23 42 b1 c1 15 52 d1 f0 24 33 62 72  |....#B...R..$3br|
000000c0  82 09 0a 16 17 18 19 1a 25 26 27 28 29 2a 34 35  |........%&'()*45|
000000d0  36 37 38 39 3a 43 44 45 46 47 48 49 4a 53 54 55  |6789:CDEFGHIJSTU|
000000e0  56 57 58 59 5a 63 64 65 66 67 68 69 6a 73 74 75  |VWXYZcdefghijstu|
000000f0  76 77 78 79 7a 83 84 85 86 87 88 89 8a 92 93 94  |vwxyz...........|
00000100  95 96 97 98 99 9a a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa b2  |................|
00000110  b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9  |................|
00000120  ca d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da e1 e2 e3 e4 e5 e6  |................|
00000130  e7 e8 e9 ea f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa ff da  |................|
00000140  00 08 01 01 00 00 3f 00 fe f6 3c 27 e1 3f 0a f8  |......?...<'.?..|
00000150  0b c2 be 19 f0 2f 81 7c 33 e1 ff 00 05 f8 27 c1  |...../.|3.....'.|
00000160  7e 1f d1 bc 27 e0 ef 07 78 4f 46 d3 bc 39 e1 5f  |~...'...xOF..9._|
00000170  09 f8 57 c3 9a 75 b6 8f e1 ef 0c f8 67 c3 da 3d  |..W..u......g..=|
00000180  b5 9e 91 a0 f8 7f 42 d2 2c ec f4 bd 1b 46 d2 ec  |......B.,....F..|
00000190  ed 74 ed 2f 4e b5 b6 b1 b1 b6 82 da 08 a2 5f ff  |.t./N........._.|
000001a0  d9                                               |.|

最適化オンのハフマン符号情報と圧縮データ (一部) は、以下のようになっていた。

ハフマン符号情報 (最適化オン)

66  ★DHT[0]            FF C4
68  SizeOfThis[0]       00 14
6A  Th                  00
6B  DCHaffman[0]        01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
7B  DCHaffman[16]       0A
7C  ★DHT[0]            FF C4
7E  SizeOfThis[0]       00 18
80  Th                  10
81  ACHaffman[0]        01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
91  ACHaffman[16]       06 05 04 03 02

圧縮データの冒頭 (最適化オン)

A0  圧縮データ(57B)[0]  7B 04 C9 95 04 54 C8 50 A6 4F 8B 12 2C FC 62 63

最適化オフでは、以下のようになっていた。

ハフマン符号情報 (最適化オフ)

066  ★DHT[0]            FF C4
068  SizeOfThis[0]       00 1F
06A  Th                  00
06B  DCHaffman[0]        00 01 05 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00
07B  DCHaffman[16]       00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B
087  ★DHT[0]            FF C4
089  SizeOfThis[0]       00 B5
08B  Th                  10
08C  ACHaffman[0]        00 02 01 03 03 02 04 03 05 05 04 04 00 00 01 7D
09C  ACHaffman[16]       01 02 03 00 04 11 05 12 21 31 41 06 13 51 61 07
0AC  ACHaffman[32]       22 71 14 32 81 91 A1 08 23 42 B1 C1 15 52 D1 F0
0BC  ACHaffman[48]       24 33 62 72 82 09 0A 16 17 18 19 1A 25 26 27 28
0CC  ACHaffman[64]       29 2A 34 35 36 37 38 39 3A 43 44 45 46 47 48 49
0DC  ACHaffman[80]       4A 53 54 55 56 57 58 59 5A 63 64 65 66 67 68 69
0EC  ACHaffman[96]       6A 73 74 75 76 77 78 79 7A 83 84 85 86 87 88 89
0FC  ACHaffman[112]      8A 92 93 94 95 96 97 98 99 9A A2 A3 A4 A5 A6 A7
10C  ACHaffman[128]      A8 A9 AA B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 BA C2 C3 C4 C5
11C  ACHaffman[144]      C6 C7 C8 C9 CA D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA E1 E2
12C  ACHaffman[160]      E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 EA F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8
13C  ACHaffman[176]      F9 FA

圧縮データの冒頭 (最適化オフ)

148  圧縮データ(87B)[0]  FE F6 3C 27 E1 3F 0A F8 0B C2 BE 19 F0 2F 81 7C

最適化オンのデータにおいて、各長さの符号の数が全て 0 または 1 となっている。
deflate と同様のハフマン符号が用いられていると仮定すれば、このとき、符号は 0、10、110、… のように、全て「1 が何個か続き、最後に1個 0」のパターンになるはずである。
そのため、解析しやすそうである。

deflate と同様のハフマン符号が用いられていると仮定すれば、それぞれの画像におけるデータと符号の関係は、以下のようになる。

テーブル	データ	最適化オン	最適化オフ
DC	`0A`	`0`	`11111110`
AC	`02`	`11110`	`01`
AC	`03`	`1110`	`100`
AC	`04`	`110`	`1011`
AC	`05`	`10`	`11010`
AC	`06`	`0`	`1111000`

さらに、CyberChef を用いて、圧縮データを 0/1 で表したものを 0 で区切ってみた。

Find / Replace, 3 more - CyberChef

この Recipe では、圧縮データ FF を FF 00 で表すことは考慮していない。
今回は、手動でこの 00 を削除する対応をとった。

結果の冒頭は、以下のようになった。

最適化オン	最適化オフ
0 11110 110 0 0 0 0 10 0 110	11111110 11110 110 0 0 11110 0 0 0 10

1行目は、最適化オンが 0、最適化オフが 11111110 で、これはそれぞれのデータ 0A に対応する DC 用ハフマン符号のようである。
しかし、その後のデータはよくわからなかった。
更に、今回の最適化オンの画像におけるハフマン符号は5ビットまでのはずであるにもかかわらず、1111110 (上記圧縮データの冒頭の FC の部分に相当する) など6ビット以上の符号のようなものもみられた。
単純なハフマン符号ではないかもしれない……？

ググレカス

自分の頭だけで考えていても、らちがあかなそうなので、「jpeg ハフマン符号」でググってみた。
すると、以下のページが見つかった。

これらのページを読むことで、以下のことがわかった。

DC 成分は、「符号の後に何ビット追加するか」を符号で表す
AC 成分は、「その符号が表すデータの前に 0 のデータがいくつあるか」と「符号の後に何ビット追加するか」の組を符号で表す
それぞれ、符号の後に実際に追加するビット数分のビットを置く
AC 成分のデータは、全部で 63 個になるようにする
- ただし、「これ以降のデータは全部 0」(EOB) を表す符号を用いることもある
ハフマン符号情報 (符号長ごとの符号数) からハフマン符号を構築する方法は、予想通り deflate で行う方法に近い

たとえば、先ほどの例においては、1行目で「追加データ10ビット」を表し、2～5行目の

の部分がその追加データであると考えられそうである。

ハフマン符号の構築方法だけでなく、ハフマン符号に続けて追加のビット列を置く、という構造も、deflate に似ている。

最適化オフの画像における AC ハフマン符号のテーブルでは、多くのバイトが網羅されていそうであるにもかかわらず、なぜ FF ではなく FA までなのかが疑問だった。
しかし、この情報をもとに、

上位ニブル (4ビット) が、データの前に置く 0 の数を表す
下位ニブルが、符号の後に追加するビット数を表す

と仮定すれば、辻褄が合いそうである。
「ハフマン符号の後に追加のデータが配置される」ことがわかれば、圧縮データ内に符号としてはおかしいデータがあったこともうなづける。
とはいえ、これだけでは DC 用ハフマン符号と AC 用ハフマン符号をどう使い分けるかがわからない。

詳細な情報を可視化してくれるソフトウェア

上記サイトで言及されていた「jpegsnoop」は、以下のソフトウェアを表すと思われる。

GitHub - ImpulseAdventure/JPEGsnoop: JPEGsnoop: JPEG decoder and detailed analysis

メニューの「Options → Scan Segment → Detailed Decode...」からダイアログを開き、「Enable detailed Scan Decode?」をオンにした状態で解析を行うことで、圧縮データをハフマン符号と追加データに分解して出力してくれる。
設定を変更したら、メニューの「File → Reprocess File」を押すことで、開いているファイルを新しい設定で再解析してくれる。

以下の結果が得られた。

圧縮データの分解結果 (最適化オン)

圧縮データの分解結果 (最適化オン)

    Lum (Tbl #0), MCU=[0,0]
      [0x000000A0.0]: ZRL=[ 0] Val=[  984] Coef=[00= DC] Data=[0x 7B 04 C9 95 = 0b (01111011 000----- -------- --------)] 
      [0x000000A1.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[01..01] Data=[0x 04 C9 95 04 = 0b (---00100 11------ -------- --------)] 
      [0x000000A2.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[02..02] Data=[0x C9 95 04 54 = 0b (--001001 1------- -------- --------)] 
      [0x000000A3.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[03..03] Data=[0x 95 04 54 C8 = 0b (-0010101 -------- -------- --------)] 
      [0x000000A4.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -61] Coef=[04..04] Data=[0x 04 54 C8 50 = 0b (0000010- -------- -------- --------)] 
      [0x000000A4.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[05..05] Data=[0x 04 54 C8 50 = 0b (-------0 010101-- -------- --------)] 
      [0x000000A5.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[06..06] Data=[0x 54 C8 50 A6 = 0b (------00 11001--- -------- --------)] 
      [0x000000A6.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -58] Coef=[07..07] Data=[0x C8 50 A6 4F = 0b (-----000 0101---- -------- --------)] 
      [0x000000A7.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -58] Coef=[08..08] Data=[0x 50 A6 4F 8B = 0b (----0000 101----- -------- --------)] 
      [0x000000A8.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[09..09] Data=[0x A6 4F 8B 12 = 0b (---00110 01------ -------- --------)] 
      [0x000000A9.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -32] Coef=[10..10] Data=[0x 4F 8B 12 2C = 0b (--001111 1------- -------- --------)] 
      [0x000000AA.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -52] Coef=[11..11] Data=[0x 8B 12 2C FC = 0b (-0001011 -------- -------- --------)] 
      [0x000000AB.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -54] Coef=[12..12] Data=[0x 12 2C FC 62 = 0b (0001001- -------- -------- --------)] 
      [0x000000AB.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -52] Coef=[13..13] Data=[0x 12 2C FC 62 = 0b (-------0 001011-- -------- --------)] 
      [0x000000AC.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -32] Coef=[14..14] Data=[0x 2C FC 62 63 = 0b (------00 11111--- -------- --------)] 
      [0x000000AD.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[15..15] Data=[0x FC 62 63 87 = 0b (-----100 0110---- -------- --------)] 
      [0x000000AE.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[16..16] Data=[0x 62 63 87 13 = 0b (----0010 011----- -------- --------)] 
      [0x000000AF.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -49] Coef=[17..17] Data=[0x 63 87 13 8D = 0b (---00011 10------ -------- --------)] 
      [0x000000B0.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -49] Coef=[18..18] Data=[0x 87 13 8D 38 = 0b (--000111 0------- -------- --------)] 
      [0x000000B1.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[19..19] Data=[0x 13 8D 38 E1 = 0b (-0010011 -------- -------- --------)] 
      [0x000000B2.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[20..20] Data=[0x 8D 38 E1 52 = 0b (1000110- -------- -------- --------)] 
      [0x000000B2.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[21..21] Data=[0x 8D 38 E1 52 = 0b (-------1 001110-- -------- --------)] 
      [0x000000B3.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -35] Coef=[22..22] Data=[0x 38 E1 52 65 = 0b (------00 11100--- -------- --------)] 
      [0x000000B4.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[23..23] Data=[0x E1 52 65 4E = 0b (-----001 0101---- -------- --------)] 
      [0x000000B5.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[24..24] Data=[0x 52 65 4E 4E = 0b (----0010 011----- -------- --------)] 
      [0x000000B6.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[25..25] Data=[0x 65 4E 4E CD = 0b (---00101 01------ -------- --------)] 
      [0x000000B7.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -35] Coef=[26..26] Data=[0x 4E 4E CD 1C = 0b (--001110 0------- -------- --------)] 
      [0x000000B8.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[27..27] Data=[0x 4E CD 1C F1 = 0b (-1001110 -------- -------- --------)] 
      [0x000000B9.0]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[28..28] Data=[0x CD 1C F1 93 = 0b (1100110- -------- -------- --------)] 
      [0x000000B9.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -24] Coef=[29..29] Data=[0x CD 1C F1 93 = 0b (-------1 000111-- -------- --------)] 
      [0x000000BA.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -33] Coef=[30..30] Data=[0x 1C F1 93 27 = 0b (------00 11110--- -------- --------)] 
      [0x000000BB.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[31..31] Data=[0x F1 93 27 A3 = 0b (-----001 1001---- -------- --------)] 
      [0x000000BC.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[32..32] Data=[0x 93 27 A3 E6 = 0b (----0011 001----- -------- --------)] 
      [0x000000BD.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -33] Coef=[33..33] Data=[0x 27 A3 E6 C7 = 0b (---00111 10------ -------- --------)] 
      [0x000000BE.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -24] Coef=[34..34] Data=[0x A3 E6 C7 22 = 0b (--100011 1------- -------- --------)] 
      [0x000000BF.1]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[35..35] Data=[0x E6 C7 22 09 = 0b (-1100110 -------- -------- --------)] 
      [0x000000C0.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[36..36] Data=[0x C7 22 09 F8 = 0b (1100011- -------- -------- --------)] 
      [0x000000C0.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -23] Coef=[37..37] Data=[0x C7 22 09 F8 = 0b (-------1 001000-- -------- --------)] 
      [0x000000C1.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -30] Coef=[38..38] Data=[0x 22 09 F8 52 = 0b (------10 00001--- -------- --------)] 
      [0x000000C2.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -32] Coef=[39..39] Data=[0x 09 F8 52 31 = 0b (-----001 1111---- -------- --------)] 
      [0x000000C3.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -29] Coef=[40..40] Data=[0x F8 52 31 E3 = 0b (----1000 010----- -------- --------)] 
      [0x000000C4.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -23] Coef=[41..41] Data=[0x 52 31 E3 97 = 0b (---10010 00------ -------- --------)] 
      [0x000000C5.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[42..42] Data=[0x 31 E3 97 1A = 0b (--110001 1------- -------- --------)] 
      [0x000000C6.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[43..43] Data=[0x E3 97 1A 34 = 0b (-1100011 -------- -------- --------)] 
      [0x000000C7.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -20] Coef=[44..44] Data=[0x 97 1A 34 BC = 0b (1001011- -------- -------- --------)] 
      [0x000000C7.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[45..45] Data=[0x 97 1A 34 BC = 0b (-------1 000110-- -------- --------)] 
      [0x000000C8.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[46..46] Data=[0x 1A 34 BC 79 = 0b (------10 00110--- -------- --------)] 
      [0x000000C9.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -20] Coef=[47..47] Data=[0x 34 BC 79 67 = 0b (-----100 1011---- -------- --------)] 
      [0x000000CA.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[48..48] Data=[0x BC 79 67 4B = 0b (----1100 011----- -------- --------)] 
      [0x000000CB.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -10] Coef=[49..49] Data=[0x 79 67 4B 9D = 0b (---11001 01------ -------- --------)] 
      [0x000000CC.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[50..50] Data=[0x 67 4B 9D 97 = 0b (--100111 0------- -------- --------)] 
      [0x000000CD.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -20] Coef=[51..51] Data=[0x 4B 9D 97 36 = 0b (-1001011 -------- -------- --------)] 
      [0x000000CE.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[52..52] Data=[0x 9D 97 36 1C = 0b (1001110- -------- -------- --------)] 
      [0x000000CE.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -10] Coef=[53..53] Data=[0x 9D 97 36 1C = 0b (-------1 100101-- -------- --------)] 
      [0x000000CF.6]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[54..54] Data=[0x 97 36 1C 39 = 0b (------11 00110--- -------- --------)] 
      [0x000000D0.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -14] Coef=[55..55] Data=[0x 36 1C 39 B8 = 0b (-----110 0001---- -------- --------)] 
      [0x000000D1.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -14] Coef=[56..56] Data=[0x 1C 39 B8 66 = 0b (----1100 001----- -------- --------)] 
      [0x000000D2.3]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[57..57] Data=[0x 39 B8 66 E1 = 0b (---11001 10------ -------- --------)] 
      [0x000000D3.2]: ZRL=[ 0] Val=[   -7] Coef=[58..58] Data=[0x B8 66 E1 CB = 0b (--111000 0------- -------- --------)] 
      [0x000000D4.1]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[59..59] Data=[0x 66 E1 CB 97 = 0b (-1100110 -------- -------- --------)] 
      [0x000000D5.0]: ZRL=[ 0] Val=[   -7] Coef=[60..60] Data=[0x E1 CB 97 9F = 0b (1110000- -------- -------- --------)] 
  Scan Data encountered marker   0xFFD9 @ 0x000000D9.0
      [0x000000D5.7]: ZRL=[ 0] Val=[   -5] Coef=[61..61] Data=[0x E1 CB 97 9F = 0b (-------1 110010-- -------- --------)] 
      [0x000000D6.6]: ZRL=[ 0] Val=[   -5] Coef=[62..62] Data=[0x CB 97 9F FF = 0b (------11 10010--- -------- --------)] 
      [0x000000D7.5]: ZRL=[ 0] Val=[   -2] Coef=[63..63] Data=[0x 97 9F FF D9 = 0b (-----111 1001---- -------- --------)] EOB64
                      DCT Matrix=[  984   -44   -42   -38   -32   -25   -17    -9]
                                 [  -44   -61   -58   -52   -44   -35   -24   -12]
                                 [  -42   -58   -54   -49   -42   -33   -23   -12]
                                 [  -38   -52   -49   -44   -38   -29   -20   -10]
                                 [  -32   -44   -42   -38   -32   -25   -17    -9]
                                 [  -25   -35   -33   -30   -25   -20   -14    -7]
                                 [  -17   -24   -23   -20   -17   -14    -9    -5]
                                 [   -9   -12   -12   -10    -9    -7    -5    -2]

圧縮データの分解結果 (最適化オフ)

圧縮データの分解結果 (最適化オフ)

    Lum (Tbl #0), MCU=[0,0]
      [0x00000148.0]: ZRL=[ 0] Val=[  984] Coef=[00= DC] Data=[0x FE F6 3C 27 = 0b (11111110 11110110 00------ --------)] 
      [0x0000014A.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[01..01] Data=[0x 3C 27 E1 3F = 0b (--111100 0010011- -------- --------)] 
      [0x0000014B.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[02..02] Data=[0x 27 E1 3F 0A = 0b (-------1 11100001 0011---- --------)] 
      [0x0000014D.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[03..03] Data=[0x 3F 0A F8 0B = 0b (----1111 00001010 1------- --------)] 
      [0x0000014F.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -61] Coef=[04..04] Data=[0x F8 0B C2 BE = 0b (-1111000 000010-- -------- --------)] 
      [0x00000150.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[05..05] Data=[0x 0B C2 BE 19 = 0b (------11 11000010 101----- --------)] 
      [0x00000152.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[06..06] Data=[0x BE 19 F0 2F = 0b (---11110 00011001 -------- --------)] 
      [0x00000154.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -58] Coef=[07..07] Data=[0x F0 2F 81 7C = 0b (11110000 00101--- -------- --------)] 
      [0x00000155.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -58] Coef=[08..08] Data=[0x 2F 81 7C 33 = 0b (-----111 10000001 01------ --------)] 
      [0x00000157.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[09..09] Data=[0x 7C 33 E1 FF = 0b (--111100 0011001- -------- --------)] 
      [0x00000158.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -32] Coef=[10..10] Data=[0x 33 E1 FF 05 = 0b (-------1 11100001 1111---- --------)] 
      [0x0000015A.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -52] Coef=[11..11] Data=[0x FF 05 F8 27 = 0b (----1111 00000101 1------- --------)] 
      [0x0000015D.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -54] Coef=[12..12] Data=[0x F8 27 C1 7E = 0b (-1111000 001001-- -------- --------)] 
      [0x0000015E.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -52] Coef=[13..13] Data=[0x 27 C1 7E 1F = 0b (------11 11000001 011----- --------)] 
      [0x00000160.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -32] Coef=[14..14] Data=[0x 7E 1F D1 BC = 0b (---11110 00011111 -------- --------)] 
      [0x00000162.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[15..15] Data=[0x D1 BC 27 E0 = 0b (11010001 10------ -------- --------)] 
      [0x00000163.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[16..16] Data=[0x BC 27 E0 EF = 0b (--111100 0010011- -------- --------)] 
      [0x00000164.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -49] Coef=[17..17] Data=[0x 27 E0 EF 07 = 0b (-------1 11100000 1110---- --------)] 
      [0x00000166.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -49] Coef=[18..18] Data=[0x EF 07 78 4F = 0b (----1111 00000111 0------- --------)] 
      [0x00000168.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[19..19] Data=[0x 78 4F 46 D3 = 0b (-1111000 010011-- -------- --------)] 
      [0x00000169.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[20..20] Data=[0x 4F 46 D3 BC = 0b (------11 01000110 -------- --------)] 
      [0x0000016B.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[21..21] Data=[0x D3 BC 39 E1 = 0b (11010011 10------ -------- --------)] 
      [0x0000016C.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -35] Coef=[22..22] Data=[0x BC 39 E1 5F = 0b (--111100 0011100- -------- --------)] 
      [0x0000016D.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[23..23] Data=[0x 39 E1 5F 09 = 0b (-------1 11100001 0101---- --------)] 
      [0x0000016F.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -44] Coef=[24..24] Data=[0x 5F 09 F8 57 = 0b (----1111 00001001 1------- --------)] 
      [0x00000171.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -42] Coef=[25..25] Data=[0x F8 57 C3 9A = 0b (-1111000 010101-- -------- --------)] 
      [0x00000172.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -35] Coef=[26..26] Data=[0x 57 C3 9A 75 = 0b (------11 11000011 100----- --------)] 
      [0x00000174.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[27..27] Data=[0x 9A 75 B6 8F = 0b (---11010 01110--- -------- --------)] 
      [0x00000175.5]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[28..28] Data=[0x 75 B6 8F E1 = 0b (-----101 10110--- -------- --------)] 
      [0x00000176.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -24] Coef=[29..29] Data=[0x B6 8F E1 EF = 0b (-----110 1000111- -------- --------)] 
      [0x00000177.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -33] Coef=[30..30] Data=[0x 8F E1 EF 0C = 0b (-------1 11100001 1110---- --------)] 
      [0x00000179.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[31..31] Data=[0x EF 0C F8 67 = 0b (----1111 00001100 1------- --------)] 
      [0x0000017B.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -38] Coef=[32..32] Data=[0x F8 67 C3 DA = 0b (-1111000 011001-- -------- --------)] 
      [0x0000017C.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -33] Coef=[33..33] Data=[0x 67 C3 DA 3D = 0b (------11 11000011 110----- --------)] 
      [0x0000017E.3]: ZRL=[ 0] Val=[  -24] Coef=[34..34] Data=[0x DA 3D B5 9E = 0b (---11010 00111--- -------- --------)] 
      [0x0000017F.5]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[35..35] Data=[0x 3D B5 9E 91 = 0b (-----101 10110--- -------- --------)] 
      [0x00000180.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[36..36] Data=[0x B5 9E 91 A0 = 0b (-----101 10011--- -------- --------)] 
      [0x00000181.5]: ZRL=[ 0] Val=[  -23] Coef=[37..37] Data=[0x 9E 91 A0 F8 = 0b (-----110 1001000- -------- --------)] 
      [0x00000182.7]: ZRL=[ 0] Val=[  -30] Coef=[38..38] Data=[0x 91 A0 F8 7F = 0b (-------1 10100000 1------- --------)] 
      [0x00000184.1]: ZRL=[ 0] Val=[  -32] Coef=[39..39] Data=[0x F8 7F 42 D2 = 0b (-1111000 011111-- -------- --------)] 
      [0x00000185.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -29] Coef=[40..40] Data=[0x 7F 42 D2 2C = 0b (------11 01000010 -------- --------)] 
      [0x00000187.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -23] Coef=[41..41] Data=[0x D2 2C EC F4 = 0b (11010010 00------ -------- --------)] 
      [0x00000188.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[42..42] Data=[0x 2C EC F4 BD = 0b (--101100 11------ -------- --------)] 
      [0x00000189.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[43..43] Data=[0x EC F4 BD 1B = 0b (--101100 11------ -------- --------)] 
      [0x0000018A.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -20] Coef=[44..44] Data=[0x F4 BD 1B 46 = 0b (--110100 1011---- -------- --------)] 
      [0x0000018B.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[45..45] Data=[0x BD 1B 46 D2 = 0b (----1101 000110-- -------- --------)] 
      [0x0000018C.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -25] Coef=[46..46] Data=[0x 1B 46 D2 EC = 0b (------11 01000110 -------- --------)] 
      [0x0000018E.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -20] Coef=[47..47] Data=[0x D2 EC ED 74 = 0b (11010010 11------ -------- --------)] 
      [0x0000018F.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -12] Coef=[48..48] Data=[0x EC ED 74 ED = 0b (--101100 11------ -------- --------)] 
      [0x00000190.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -10] Coef=[49..49] Data=[0x ED 74 ED 2F = 0b (--101101 01------ -------- --------)] 
      [0x00000191.2]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[50..50] Data=[0x 74 ED 2F 4E = 0b (--110100 1110---- -------- --------)] 
      [0x00000192.4]: ZRL=[ 0] Val=[  -20] Coef=[51..51] Data=[0x ED 2F 4E B5 = 0b (----1101 001011-- -------- --------)] 
      [0x00000193.6]: ZRL=[ 0] Val=[  -17] Coef=[52..52] Data=[0x 2F 4E B5 B6 = 0b (------11 01001110 -------- --------)] 
      [0x00000195.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -10] Coef=[53..53] Data=[0x B5 B6 B1 B1 = 0b (10110101 -------- -------- --------)] 
      [0x00000196.0]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[54..54] Data=[0x B6 B1 B1 B6 = 0b (10110110 -------- -------- --------)] 
      [0x00000197.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -14] Coef=[55..55] Data=[0x B1 B1 B6 82 = 0b (10110001 -------- -------- --------)] 
      [0x00000198.0]: ZRL=[ 0] Val=[  -14] Coef=[56..56] Data=[0x B1 B6 82 DA = 0b (10110001 -------- -------- --------)] 
      [0x00000199.0]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[57..57] Data=[0x B6 82 DA 08 = 0b (10110110 -------- -------- --------)] 
      [0x0000019A.0]: ZRL=[ 0] Val=[   -7] Coef=[58..58] Data=[0x 82 DA 08 A2 = 0b (100000-- -------- -------- --------)] 
      [0x0000019A.6]: ZRL=[ 0] Val=[   -9] Coef=[59..59] Data=[0x 82 DA 08 A2 = 0b (------10 110110-- -------- --------)] 
  Scan Data encountered marker   0xFFD9 @ 0x0000019F.0
      [0x0000019B.6]: ZRL=[ 0] Val=[   -7] Coef=[60..60] Data=[0x DA 08 A2 5F = 0b (------10 0000---- -------- --------)] 
      [0x0000019C.4]: ZRL=[ 0] Val=[   -5] Coef=[61..61] Data=[0x 08 A2 5F FF = 0b (----1000 10------ -------- --------)] 
      [0x0000019D.2]: ZRL=[ 0] Val=[   -5] Coef=[62..62] Data=[0x A2 5F FF D9 = 0b (--100010 -------- -------- --------)] 
      [0x0000019E.0]: ZRL=[ 0] Val=[   -2] Coef=[63..63] Data=[0x 5F FF D9 00 = 0b (0101---- -------- -------- --------)] EOB64
                      DCT Matrix=[  984   -44   -42   -38   -32   -25   -17    -9]
                                 [  -44   -61   -58   -52   -44   -35   -24   -12]
                                 [  -42   -58   -54   -49   -42   -33   -23   -12]
                                 [  -38   -52   -49   -44   -38   -29   -20   -10]
                                 [  -32   -44   -42   -38   -32   -25   -17    -9]
                                 [  -25   -35   -33   -30   -25   -20   -14    -7]
                                 [  -17   -24   -23   -20   -17   -14    -9    -5]
                                 [   -9   -12   -12   -10    -9    -7    -5    -2]

これから、以下のことが読み取れる。

ブロック内の最初のデータのみ DC で、残りは AC である
最適化オンと最適化オフで、(少なくとも今回のデータでは) 異なるエンコードで同じ DCT Matrix が表されている
圧縮データにハフマン符号と追加データ以外のヘッダやフッタなどは含まれていなそうである

さらに、24×8の緑一色の画像も解析してみた。

24×8の緑一色の画像

test_24x8_green_magick.jpg

00000000  ff d8 ff e0 00 10 4a 46 49 46 00 01 01 01 00 60  |......JFIF.....`|
00000010  00 60 00 00 ff e1 00 22 45 78 69 66 00 00 4d 4d  |.`....."Exif..MM|
00000020  00 2a 00 00 00 08 00 01 01 12 00 03 00 00 00 01  |.*..............|
00000030  00 01 00 00 00 00 00 00 ff db 00 43 00 02 01 01  |...........C....|
00000040  02 01 01 02 02 02 02 02 02 02 02 03 05 03 03 03  |................|
00000050  03 03 06 04 04 03 05 07 06 07 07 07 06 07 07 08  |................|
00000060  09 0b 09 08 08 0a 08 07 07 0a 0d 0a 0a 0b 0c 0c  |................|
00000070  0c 0c 07 09 0e 0f 0d 0c 0e 0b 0c 0c 0c ff db 00  |................|
00000080  43 01 02 02 02 03 03 03 06 03 03 06 0c 08 07 08  |C...............|
00000090  0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c  |................|
000000a0  0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c  |................|
000000b0  0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c  |................|
000000c0  0c 0c ff c0 00 11 08 00 08 00 18 03 01 22 00 02  |............."..|
000000d0  11 01 03 11 01 ff c4 00 15 00 01 01 00 00 00 00  |................|
000000e0  00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 07 ff c4 00 14  |................|
000000f0  10 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000100  00 00 ff c4 00 15 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000110  00 00 00 00 00 00 00 00 09 ff c4 00 14 11 01 00  |................|
00000120  00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ff  |................|
00000130  da 00 0c 03 01 00 02 11 03 11 00 3f 00 ac 00 95  |...........?....|
00000140  e8 a6 00 0f ff d9                                |......|

この画像のハフマン符号情報と圧縮データは、以下である。

ハフマン符号情報

0D5  ★DHT[0]                    FF C4
0D7  SizeOfThis[0]               00 15
0D9  Th                          00
0DA  DCHaffman[0]                01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0EA  DCHaffman[16]               00 07
0EC  ★DHT[0]                    FF C4
0EE  SizeOfThis[0]               00 14
0F0  Th                          10
0F1  ACHaffman[0]                01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
101  ACHaffman[16]               00
102  ★DHT[0]                    FF C4
104  SizeOfThis[0]               00 15
106  Th                          01
107  DCHaffman[0]                01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
117  DCHaffman[16]               00 09
119  ★DHT[0]                    FF C4
11B  SizeOfThis[0]               00 14
11D  Th                          11
11E  ACHaffman[0]                01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
12E  ACHaffman[16]               00

圧縮データ

13D  圧縮データ(7B)[0]           AC 00 95 E8 A6 00 0F

24×8の緑一色の画像の圧縮データの分解結果

    Lum (Tbl #0), MCU=[0,0]
      [0x0000013D.0]: ZRL=[ 0] Val=[   88] Coef=[00= DC] Data=[0x AC 00 95 E8 = 0b (10101100 0------- -------- --------)] 
      [0x0000013E.1]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[01..01] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (-0------ -------- -------- --------)] EOB
                      DCT Matrix=[  176     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]

    Lum (Tbl #0), MCU=[0,0]
      [0x0000013E.2]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[00= DC] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (--0----- -------- -------- --------)] EOB
      [0x0000013E.3]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[01..01] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (---0---- -------- -------- --------)] EOB
                      DCT Matrix=[    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]

    Lum (Tbl #0), MCU=[0,0]
      [0x0000013E.4]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[00= DC] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (----0--- -------- -------- --------)] EOB
      [0x0000013E.5]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[01..01] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (-----0-- -------- -------- --------)] EOB
                      DCT Matrix=[    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]

    Lum (Tbl #0), MCU=[0,0]
      [0x0000013E.6]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[00= DC] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (------0- -------- -------- --------)] EOB
      [0x0000013E.7]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[01..01] Data=[0x 00 95 E8 A6 = 0b (-------0 -------- -------- --------)] EOB
                      DCT Matrix=[    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]

    Chr(0) (Tbl #1), MCU=[0,0]
      [0x0000013F.0]: ZRL=[ 0] Val=[ -336] Coef=[00= DC] Data=[0x 95 E8 A6 00 = 0b (10010101 111----- -------- --------)] 
      [0x00000140.3]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[01..01] Data=[0x E8 A6 00 0F = 0b (---0---- -------- -------- --------)] EOB
                      DCT Matrix=[ -672     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]

    Chr(0) (Tbl #1), MCU=[0,0]
      [0x00000140.4]: ZRL=[ 0] Val=[ -428] Coef=[00= DC] Data=[0x E8 A6 00 0F = 0b (----1000 1010011- -------- --------)] 
  Scan Data encountered marker   0xFFD9 @ 0x00000144.0
      [0x00000141.7]: ZRL=[ 0] Val=[    0] Coef=[01..01] Data=[0x A6 00 0F FF = 0b (-------0 -------- -------- --------)] EOB
                      DCT Matrix=[ -856     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]
                                 [    0     0     0     0     0     0     0     0]

分解結果は、Lum のブロックが4個、Chr のブロックが2個、計6個のブロックに分かれているようである。

圧縮データの最後の余ったビットは 1 で埋め、これがハフマン符号のデータに対応しないノードに相当すると予想したが、実際には 0 であるにもかかわらず使われないビットもあるようである。

まとめ

今回わかったこと

GIMP で JPEG 画像を保存する際の「最適化」の有無で、エンコードは変わるが、エンコードされるデータは変わらなそうである
deflate でも用いられるアルゴリズムで、符号長ごとの符号数からハフマン符号を構築する
ハフマン符号からは追加データのビット数を読み取り、圧縮データではハフマン符号の後にそのビット数のデータが続く
AC 成分では、データの上位ニブルに「その要素の前に何要素の 0 を追加するか」を格納する
圧縮データの各ブロックは、最初に1個の DC 成分を表すハフマン符号+追加データを置き、続いて63個分の AC 成分を表すハフマン符号+追加データを置く
圧縮データにはヘッダは無く、最初のブロックの DC 成分の情報から開始する

今後の課題

ハフマン符号を読んでデータブロックを切り出すプログラムを書いてみる
圧縮データ内でデータブロックがどのように並んでいるかを調査する
- 各コンポーネントの並び順は？
- 画像内の位置との関係は？
- サンプリングファクター？
- プログレッシブ？
- 実は8×8ではなく16×16がひとかたまり？