Réalisé dans le cadre du projet C en 1ère année à l'Ensimag (2022-2023)

• @Youssef FAID
• @Jonathan MAROTTA
• @Gwénolé MARTIN

• Décodeur JPEG Mode baseline DCT ✨Done✨

  • Niveaux de gris et couleurs (on ne gère que 3 composantes au maximum, sinon on détecte et annonce la non-implémentation)

  • Options (on peut placer les options dans n'importe quel sens dans la ligne de commande)
    -h        affiche l'aide
    -v        mode verbose
    -hv      mode highly verbose
    --force-grayscale        force la conversion en niveau de gris

    

  • Optimisations pour améliorer le temps d'exécution et l'utilisation de la mémoire

    • fast_IDCT d'après PRACTICAL FAST 1-D DCT ALGORITHMS WITH 11 MULTIPLICATIONS (Loeffler et al.)
    • optimisation de l'utilisation de la mémoire (écriture et accès)
    • vectorisation via utilisation des instructions SIMD AVX et AVX2 si disponibles (vérification de la possibilité via Makefile)
    • tentatives avec multiprocessing infructueuses (certainement dû à la granularité du travail et la gestion des synchronisations)
    

  • gestion des erreurs

    • vérification de la validité du fichier JPEG (via magic number JPEG classique FFD8FF & via présence de l'APP0 JFIF)
    • génération d'un message d'erreur à chacune des étapes où l'on catch un problème
      -> cf. fichiers de tests forgés pour tester les erreurs
    • Note : on gère les fichiers polyglotes (Spécifications JPEG forcent les données jpeg en début de fichier)

  • Tests unitaires

    • mode standard et mode verbose (utiliser -hv) pour voir les détails
    

make
jpeg2ppm [-h] [-v|-hv] [--force-grayscale] <jpeg_file>

make tests
./tests/extract-test
./tests/IDCT-test [-hv]
./tests/IQ-test [-hv]
./tests/IZZ-test [-hv]
./tests/ycbcr2rgb-test [-hv]
(Note: execute tests from `team6/` directory !)

• Architecture en modules avec tests unitaires séparés.

  • extract.c

    • IN    : [FILE *] // input_file
    • OUT : [struct JPEG * jpeg | NULL] // NULL si erreur lors de l'extraction des données

     > vérification conformité fichier
         > présence SOI + APPO
         > présence de toutes les informations nécessaires au décodage
     > extraction des données du header et de l'image compressée avec stockage dans une super structure (struct JPEG)
         > Start Of Frame
         > DHT (conversion des tables en arbres binaires de recherche)
         > DQT
         > Start Of Scan
         > EOI
    

  • huffman.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : [int8_t] // EXIT_SUCCESS = 0 : pas d'erreur lors de l'exécution de la fonction
                                 // EXIT_FAILURE = 1 : erreur lors de l'exécution de la fonction

    > décode le bitstream
    > prise en charge de l'upsampling
    > utilisation des arbres binaires de recherche pour récupérer les symboles (Run/Size) associés
    > lecture du bon nombre de bits pour récupérer les valeurs des coefficients DC/AC
    > remplissage des MCUs de chaque composante présente
    

  • IQ.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : [int8_t] // EXIT_SUCCESS = 0 : pas d'erreur lors de l'exécution de la fonction
                                 // EXIT_FAILURE = 1 : erreur lors de l'exécution de la fonction

    > procède à la quantification inverse  
    > prise en charge de l'upsampling  
    > utilisation des tables de quantification associée aux composantes  
    > modification en place des valeurs des MCUs de chaque composante présente
    

  • IZZ.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : [int8_t] // EXIT_SUCCESS = 0 : pas d'erreur lors de l'exécution de la fonction
                                 // EXIT_FAILURE = 1 : erreur lors de l'exécution de la fonction

    > procède au zig-zag inverse de chacun des MCUs  
    > modification des valeurs des MCUs de chaque composante présente
    

  • IDCT.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : [int8_t] // EXIT_SUCCESS = 0 : pas d'erreur lors de l'exécution de la fonction
                                 // EXIT_FAILURE = 1 : erreur lors de l'exécution de la fonction

    > procède à la transformée en cosinus discrète inverse  
    > prise en charge de l'upsampling  
    > fast IDCT via algorithme de Loeffler et al.  
    > modification des valeurs des MCUs de chaque composante présente
    

  • YCbCr2RGB.c

    • IN    : [struct JPEG *], [int8_t]
    • OUT : [int8_t] // EXIT_SUCCESS = 0 : pas d'erreur lors de l'exécution de la fonction
                                 // EXIT_FAILURE = 1 : erreur lors de l'exécution de la fonction

    > procède à la conversion en RGB  
    > prise en charge de l'upsampling  
    > possibilité de forcer la conversion en niveau de gris via la ligne de commande qui modifie la valeur du paramètre d'entrée `force_grayscale`  
    > modification en place des valeurs des MCUs de chaque composante présente
    

  • stretch.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : []

    > procède à l'étirement des valeurs des pixels de l'image (upsampling)
    

  • ppm.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : [int8_t] // EXIT_SUCCESS = 0 : pas d'erreur lors de l'exécution de la fonction
                                 // EXIT_FAILURE = 1 : erreur lors de l'exécution de la fonction

    > procède à l'écriture d'un fichier PGM (grayscale) ou PPM  
    > optimisation de la taille du fichier via écriture en binaire
    

  • free_JPEG_struct() in extract.c

    • IN    : [struct JPEG *]
    • OUT : [ ]

    > procède à la libération de la mémoire dynamique allouée
    

• schéma "sitemap" de la struct JPEG