jpeg/wizard.doc

   1 Advanced usage instructions for the Independent JPEG Group's JPEG software
   2 ==========================================================================
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   4 This file describes cjpeg's "switches for wizards".
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   6 The "wizard" switches are intended for experimentation with JPEG by persons
   7 who are reasonably knowledgeable about the JPEG standard.  If you don't know
   8 what you are doing, DON'T USE THESE SWITCHES.  You'll likely produce files
   9 with worse image quality and/or poorer compression than you'd get from the
  10 default settings.  Furthermore, these switches must be used with caution
  11 when making files intended for general use, because not all JPEG decoders
  12 will support unusual JPEG parameter settings.
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  14
  15 Quantization Table Adjustment
  16 -----------------------------
  17
  18 Ordinarily, cjpeg starts with a default set of tables (the same ones given
  19 as examples in the JPEG standard) and scales them up or down according to
  20 the -quality setting.  The details of the scaling algorithm can be found in
  21 jcparam.c.  At very low quality settings, some quantization table entries
  22 can get scaled up to values exceeding 255.  Although 2-byte quantization
  23 values are supported by the IJG software, this feature is not in baseline
  24 JPEG and is not supported by all implementations.  If you need to ensure
  25 wide compatibility of low-quality files, you can constrain the scaled
  26 quantization values to no more than 255 by giving the -baseline switch.
  27 Note that use of -baseline will result in poorer quality for the same file
  28 size, since more bits than necessary are expended on higher AC coefficients.
  29
  30 You can substitute a different set of quantization values by using the
  31 -qtables switch:
  32
  33         -qtables file   Use the quantization tables given in the named file.
  34
  35 The specified file should be a text file containing decimal quantization
  36 values.  The file should contain one to four tables, each of 64 elements.
  37 The tables are implicitly numbered 0,1,etc. in order of appearance.  Table
  38 entries appear in normal array order (NOT in the zigzag order in which they
  39 will be stored in the JPEG file).
  40
  41 Quantization table files are free format, in that arbitrary whitespace can
  42 appear between numbers.  Also, comments can be included: a comment starts
  43 with '#' and extends to the end of the line.  Here is an example file that
  44 duplicates the default quantization tables:
  45
  46         # Quantization tables given in JPEG spec, section K.1
  47
  48         # This is table 0 (the luminance table):
  49           16  11  10  16  24  40  51  61
  50           12  12  14  19  26  58  60  55
  51           14  13  16  24  40  57  69  56
  52           14  17  22  29  51  87  80  62
  53           18  22  37  56  68 109 103  77
  54           24  35  55  64  81 104 113  92
  55           49  64  78  87 103 121 120 101
  56           72  92  95  98 112 100 103  99
  57
  58         # This is table 1 (the chrominance table):
  59           17  18  24  47  99  99  99  99
  60           18  21  26  66  99  99  99  99
  61           24  26  56  99  99  99  99  99
  62           47  66  99  99  99  99  99  99
  63           99  99  99  99  99  99  99  99
  64           99  99  99  99  99  99  99  99
  65           99  99  99  99  99  99  99  99
  66           99  99  99  99  99  99  99  99
  67
  68 If the -qtables switch is used without -quality, then the specified tables
  69 are used exactly as-is.  If both -qtables and -quality are used, then the
  70 tables taken from the file are scaled in the same fashion that the default
  71 tables would be scaled for that quality setting.  If -baseline appears, then
  72 the quantization values are constrained to the range 1-255.
  73
  74 By default, cjpeg will use quantization table 0 for luminance components and
  75 table 1 for chrominance components.  To override this choice, use the -qslots
  76 switch:
  77
  78         -qslots N[,...]         Select which quantization table to use for
  79                                 each color component.
  80
  81 The -qslots switch specifies a quantization table number for each color
  82 component, in the order in which the components appear in the JPEG SOF marker.
  83 For example, to create a separate table for each of Y,Cb,Cr, you could
  84 provide a -qtables file that defines three quantization tables and say
  85 "-qslots 0,1,2".  If -qslots gives fewer table numbers than there are color
  86 components, then the last table number is repeated as necessary.
  87
  88
  89 Sampling Factor Adjustment
  90 --------------------------
  91
  92 By default, cjpeg uses 2:1 horizontal and vertical downsampling when
  93 compressing YCbCr data, and no downsampling for all other color spaces.
  94 You can override this default with the -sample switch:
  95
  96         -sample HxV[,...]       Set JPEG sampling factors for each color
  97                                 component.
  98
  99 The -sample switch specifies the JPEG sampling factors for each color
 100 component, in the order in which they appear in the JPEG SOF marker.
 101 If you specify fewer HxV pairs than there are components, the remaining
 102 components are set to 1x1 sampling.  For example, the default YCbCr setting
 103 is equivalent to "-sample 2x2,1x1,1x1", which can be abbreviated to
 104 "-sample 2x2".
 105
 106 There are still some JPEG decoders in existence that support only 2x1
 107 sampling (also called 4:2:2 sampling).  Compatibility with such decoders can
 108 be achieved by specifying "-sample 2x1".  This is not recommended unless
 109 really necessary, since it increases file size and encoding/decoding time
 110 with very little quality gain.
 111
 112
 113 Multiple Scan / Progression Control
 114 -----------------------------------
 115
 116 By default, cjpeg emits a single-scan sequential JPEG file.  The
 117 -progressive switch generates a progressive JPEG file using a default series
 118 of progression parameters.  You can create multiple-scan sequential JPEG
 119 files or progressive JPEG files with custom progression parameters by using
 120 the -scans switch:
 121
 122         -scans file     Use the scan sequence given in the named file.
 123
 124 The specified file should be a text file containing a "scan script".
 125 The script specifies the contents and ordering of the scans to be emitted.
 126 Each entry in the script defines one scan.  A scan definition specifies
 127 the components to be included in the scan, and for progressive JPEG it also
 128 specifies the progression parameters Ss,Se,Ah,Al for the scan.  Scan
 129 definitions are separated by semicolons (';').  A semicolon after the last
 130 scan definition is optional.
 131
 132 Each scan definition contains one to four component indexes, optionally
 133 followed by a colon (':') and the four progressive-JPEG parameters.  The
 134 component indexes denote which color component(s) are to be transmitted in
 135 the scan.  Components are numbered in the order in which they appear in the
 136 JPEG SOF marker, with the first component being numbered 0.  (Note that these
 137 indexes are not the "component ID" codes assigned to the components, just
 138 positional indexes.)
 139
 140 The progression parameters for each scan are:
 141         Ss      Zigzag index of first coefficient included in scan
 142         Se      Zigzag index of last coefficient included in scan
 143         Ah      Zero for first scan of a coefficient, else Al of prior scan
 144         Al      Successive approximation low bit position for scan
 145 If the progression parameters are omitted, the values 0,63,0,0 are used,
 146 producing a sequential JPEG file.  cjpeg automatically determines whether
 147 the script represents a progressive or sequential file, by observing whether
 148 Ss and Se values other than 0 and 63 appear.  (The -progressive switch is
 149 not needed to specify this; in fact, it is ignored when -scans appears.)
 150 The scan script must meet the JPEG restrictions on progression sequences.
 151 (cjpeg checks that the spec's requirements are obeyed.)
 152
 153 Scan script files are free format, in that arbitrary whitespace can appear
 154 between numbers and around punctuation.  Also, comments can be included: a
 155 comment starts with '#' and extends to the end of the line.  For additional
 156 legibility, commas or dashes can be placed between values.  (Actually, any
 157 single punctuation character other than ':' or ';' can be inserted.)  For
 158 example, the following two scan definitions are equivalent:
 159         0 1 2: 0 63 0 0;
 160         0,1,2 : 0-63, 0,0 ;
 161
 162 Here is an example of a scan script that generates a partially interleaved
 163 sequential JPEG file:
 164
 165         0;                      # Y only in first scan
 166         1 2;                    # Cb and Cr in second scan
 167
 168 Here is an example of a progressive scan script using only spectral selection
 169 (no successive approximation):
 170
 171         # Interleaved DC scan for Y,Cb,Cr:
 172         0,1,2: 0-0,   0, 0 ;
 173         # AC scans:
 174         0:     1-2,   0, 0 ;    # First two Y AC coefficients
 175         0:     3-5,   0, 0 ;    # Three more
 176         1:     1-63,  0, 0 ;    # All AC coefficients for Cb
 177         2:     1-63,  0, 0 ;    # All AC coefficients for Cr
 178         0:     6-9,   0, 0 ;    # More Y coefficients
 179         0:     10-63, 0, 0 ;    # Remaining Y coefficients
 180
 181 Here is an example of a successive-approximation script.  This is equivalent
 182 to the default script used by "cjpeg -progressive" for YCbCr images:
 183
 184         # Initial DC scan for Y,Cb,Cr (lowest bit not sent)
 185         0,1,2: 0-0,   0, 1 ;
 186         # First AC scan: send first 5 Y AC coefficients, minus 2 lowest bits:
 187         0:     1-5,   0, 2 ;
 188         # Send all Cr,Cb AC coefficients, minus lowest bit:
 189         # (chroma data is usually too small to be worth subdividing further;
 190         #  but note we send Cr first since eye is least sensitive to Cb)
 191         2:     1-63,  0, 1 ;
 192         1:     1-63,  0, 1 ;
 193         # Send remaining Y AC coefficients, minus 2 lowest bits:
 194         0:     6-63,  0, 2 ;
 195         # Send next-to-lowest bit of all Y AC coefficients:
 196         0:     1-63,  2, 1 ;
 197         # At this point we've sent all but the lowest bit of all coefficients.
 198         # Send lowest bit of DC coefficients
 199         0,1,2: 0-0,   1, 0 ;
 200         # Send lowest bit of AC coefficients
 201         2:     1-63,  1, 0 ;
 202         1:     1-63,  1, 0 ;
 203         # Y AC lowest bit scan is last; it's usually the largest scan
 204         0:     1-63,  1, 0 ;
 205
 206 It may be worth pointing out that this script is tuned for quality settings
 207 of around 50 to 75.  For lower quality settings, you'd probably want to use
 208 a script with fewer stages of successive approximation (otherwise the
 209 initial scans will be really bad).  For higher quality settings, you might
 210 want to use more stages of successive approximation (so that the initial
 211 scans are not too large).