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如何使用元數據重新編碼 JPEG 影像

  • 發行項

下列範例示範如何將影像及其元數據重新編碼為相同格式的新檔案。 此外，此範例會新增元數據來示範查詢寫入器所使用的單一項目表達式。

本主題包含下列各節。

先決條件

若要瞭解本主題，您應該熟悉 Windows 映像處理元件 （WIC） 元數據系統，如 WIC 元數據概觀中所述。 您也應該熟悉 WIC 編解碼器元件，如 Windows 映射元件概觀中所述。

第 1 部分：譯碼影像

您必須先為想要重新編碼的現有影像建立譯碼器，才能將影像數據或元數據複製到新的圖像檔案。 下列程式代碼示範如何為圖像檔 test.jpg建立 WIC 譯碼器。

    // Initialize COM.
    HRESULT hr = CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

    IWICImagingFactory *piFactory = NULL;
    IWICBitmapDecoder *piDecoder = NULL;

    // Create the COM imaging factory.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = CoCreateInstance(CLSID_WICImagingFactory,
        NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER,
        IID_PPV_ARGS(&piFactory));
    }

    // Create the decoder.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFactory->CreateDecoderFromFilename(L"test.jpg", NULL, GENERIC_READ,
            WICDecodeMetadataCacheOnDemand, //For JPEG lossless decoding/encoding.
            &piDecoder);
    }

CreateDecoderFromFilename 的呼叫 使用來自 WICDecodeOptions 列舉的值 WICDecodeMetadataCacheOnDemand 作為第四個參數。 這會透過取得查詢讀取器或使用基礎元數據讀取器，告訴譯碼器在需要元數據時快取元數據。 使用此選項可讓您保留與元數據相關的數據流，這是執行快速元數據編碼所必需的，並啟用 JPEG 影像的無損解碼和編碼。 或者，您可以使用另一個 WICDecodeOptions 值 WICDecodeMetadataCacheOnLoad，這個值在映像載入後立即快取嵌入的影像中繼資料。

第2部分：建立和初始化影像編碼器

下列程式代碼示範如何建立您將用來編碼先前譯碼之影像的編碼器。

    // Variables used for encoding.
    IWICStream *piFileStream = NULL;
    IWICBitmapEncoder *piEncoder = NULL;
    IWICMetadataBlockWriter *piBlockWriter = NULL;
    IWICMetadataBlockReader *piBlockReader = NULL;

    WICPixelFormatGUID pixelFormat = { 0 };
    UINT count = 0;
    double dpiX, dpiY = 0.0;
    UINT width, height = 0;

    // Create a file stream.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFactory->CreateStream(&piFileStream);
    }

    // Initialize our new file stream.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFileStream->InitializeFromFilename(L"test2.jpg", GENERIC_WRITE);
    }

    // Create the encoder.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFactory->CreateEncoder(GUID_ContainerFormatJpeg, NULL, &piEncoder);
    }
    // Initialize the encoder
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piEncoder->Initialize(piFileStream,WICBitmapEncoderNoCache);
    }

WIC 檔案資料流 piFileStream 會建立並初始化，以便寫入圖像檔 「test2.jpg」。 接著會使用 piFileStream 來初始化編碼器，告知編碼器編碼完成時要寫入影像位的位置。

第3部分：複製譯碼框架資訊

下列程式代碼會將影像的每個畫面複製到編碼器的新畫面。 此文件包含大小、解析度和像素格式，這些都是建立有效框架所需的要素。

注意

JPEG 影像只會有一個畫面，而且以下的循環在技術上並非必要，但包含來示範支援它的格式的多框架使用方式。

 

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piDecoder->GetFrameCount(&count);
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        // Process each frame of the image.
        for (UINT i=0; i<count && SUCCEEDED(hr); i++)
        {
            // Frame variables.
            IWICBitmapFrameDecode *piFrameDecode = NULL;
            IWICBitmapFrameEncode *piFrameEncode = NULL;
            IWICMetadataQueryReader *piFrameQReader = NULL;
            IWICMetadataQueryWriter *piFrameQWriter = NULL;

            // Get and create the image frame.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piDecoder->GetFrame(i, &piFrameDecode);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piEncoder->CreateNewFrame(&piFrameEncode, NULL);
            }

            // Initialize the encoder.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->Initialize(NULL);
            }
            // Get and set the size.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameDecode->GetSize(&width, &height);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->SetSize(width, height);
            }
            // Get and set the resolution.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                piFrameDecode->GetResolution(&dpiX, &dpiY);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->SetResolution(dpiX, dpiY);
            }
            // Set the pixel format.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                piFrameDecode->GetPixelFormat(&pixelFormat);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->SetPixelFormat(&pixelFormat);
            }

下列程式代碼會執行快速檢查，以判斷來源和目的地影像格式是否相同。 這是必要的，因為第 4 部分顯示只有在來源和目的地格式相同時才支援的作業。

            // Check that the destination format and source formats are the same.
            bool formatsEqual = FALSE;
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                GUID srcFormat;
                GUID destFormat;

                hr = piDecoder->GetContainerFormat(&srcFormat);
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    hr = piEncoder->GetContainerFormat(&destFormat);
                }
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    if (srcFormat == destFormat)
                        formatsEqual = true;
                    else
                        formatsEqual = false;
                }
            }

第4部分：複製元數據

注意

只有在來源和目的地影像格式相同時，本節中的程序代碼才有效。 當編碼為不同的影像格式時，您無法在單一作業中複製影像的所有元數據。

 

若要在將影像重新編碼為相同的影像格式時保留元數據，有一種方法可用來複製單一作業中的所有元數據。 每個作業都遵循類似的模式;每個都會將譯碼框架的元數據直接設定為要編碼的新框架。 請注意，這是針對每個個別影像畫面格完成的。

複製元數據的慣用方法是使用譯碼框架的區塊讀取器，初始化新框架的區塊寫入器。 下列程式代碼示範這個方法。

            if (SUCCEEDED(hr) && formatsEqual)
            {
                // Copy metadata using metadata block reader/writer.
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    piFrameDecode->QueryInterface(IID_PPV_ARGS(&piBlockReader));
                }
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    piFrameEncode->QueryInterface(IID_PPV_ARGS(&piBlockWriter));
                }
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    piBlockWriter->InitializeFromBlockReader(piBlockReader);
                }
            }

在此範例中，您只需分別從來源框架和目的地框架取得區塊讀取器和區塊寫入器。 然後，區塊寫入器會從區塊讀取器初始化。 這會使用區塊讀取器預先填入的元數據，初始化區塊寫入器。 若要了解複製元數據的其他方法，請參閱讀取和寫入影像元數據 概觀中的寫入元數據一節。

同樣地，只有在來源和目的地影像具有相同格式時，此作業才能運作。 這是因為不同的影像格式會將元數據區塊儲存在不同的位置。 例如，JPEG 和標記影像檔格式 （TIFF） 都支援可延伸元數據平臺 （XMP） 元數據區塊。 在 JPEG 映射中，XMP 區塊位於根元數據區塊，如 WIC 元數據概觀所示。 不過，在 TIFF 映射中，XMP 區塊會內嵌在根 IFD 區塊中。

第 5 部分：新增其他元數據

下列範例示範如何將元數據新增至目的地映像。 透過使用查詢表達式和儲存在 PROPVARIANT中的數據，來呼叫查詢寫入器的 SetMetadataByName 方法。

            if(SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->GetMetadataQueryWriter(&piFrameQWriter);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                // Add additional metadata.
                PROPVARIANT    value;
                value.vt = VT_LPWSTR;
                value.pwszVal= L"Metadata Test Image.";
                hr = piFrameQWriter->SetMetadataByName(L"/xmp/dc:title", &value);
            }

如需查詢表示式的詳細資訊，請參閱 元數據查詢語言概觀。

第 6 部分：完成編碼影像

複製影像的最後步驟是寫入畫面的像素數據、將畫面提交至編碼器，並提交編碼器。 提交編碼器會將影像流寫入檔案。

            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->WriteSource(
                    static_cast<IWICBitmapSource*> (piFrameDecode),
                    NULL); // Using NULL enables JPEG loss-less encoding.
            }

            // Commit the frame.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->Commit();
            }

            if (piFrameDecode)
            {
                piFrameDecode->Release();
            }

            if (piFrameEncode)
            {
                piFrameEncode->Release();
            }

            if (piFrameQReader)
            {
                piFrameQReader->Release();
            }

            if (piFrameQWriter)
            {
                piFrameQWriter->Release();
            }
        }
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        piEncoder->Commit();
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        piFileStream->Commit(STGC_DEFAULT);
    }

    if (piFileStream)
    {
        piFileStream->Release();
    }
    if (piEncoder)
    {
        piEncoder->Release();
    }
    if (piBlockWriter)
    {
        piBlockWriter->Release();
    }
    if (piBlockReader)
    {
        piBlockReader->Release();
    }

框架的 WriteSource 方法可用來寫入影像的像素數據。 請注意，這是在寫入元數據之後完成的。 這是確保元數據在圖像檔中有足夠空間的一個必要條件。 寫入像素數據之後，使用幀的 Commit 方法將幀寫入數據流。 處理完所有畫面後，將使用編碼器的 Commit 方法來完成影像的最終處理。

當您提交框架後，必須釋放在迴圈中建立的 COM 物件。

JPEG 重新編碼範例程式碼

以下是第 1 部分到第 6 部分的程式碼，整合在一個方便的區塊中。

#include <Windows.h>
#include <Wincodecsdk.h>

int main()
{
    // Initialize COM.
    HRESULT hr = CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

    IWICImagingFactory *piFactory = NULL;
    IWICBitmapDecoder *piDecoder = NULL;

    // Create the COM imaging factory.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = CoCreateInstance(CLSID_WICImagingFactory,
        NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER,
        IID_PPV_ARGS(&piFactory));
    }

    // Create the decoder.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFactory->CreateDecoderFromFilename(L"test.jpg", NULL, GENERIC_READ,
            WICDecodeMetadataCacheOnDemand, //For JPEG lossless decoding/encoding.
            &piDecoder);
    }

    // Variables used for encoding.
    IWICStream *piFileStream = NULL;
    IWICBitmapEncoder *piEncoder = NULL;
    IWICMetadataBlockWriter *piBlockWriter = NULL;
    IWICMetadataBlockReader *piBlockReader = NULL;

    WICPixelFormatGUID pixelFormat = { 0 };
    UINT count = 0;
    double dpiX, dpiY = 0.0;
    UINT width, height = 0;

    // Create a file stream.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFactory->CreateStream(&piFileStream);
    }

    // Initialize our new file stream.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFileStream->InitializeFromFilename(L"test2.jpg", GENERIC_WRITE);
    }

    // Create the encoder.
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piFactory->CreateEncoder(GUID_ContainerFormatJpeg, NULL, &piEncoder);
    }
    // Initialize the encoder
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piEncoder->Initialize(piFileStream,WICBitmapEncoderNoCache);
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = piDecoder->GetFrameCount(&count);
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        // Process each frame of the image.
        for (UINT i=0; i<count && SUCCEEDED(hr); i++)
        {
            // Frame variables.
            IWICBitmapFrameDecode *piFrameDecode = NULL;
            IWICBitmapFrameEncode *piFrameEncode = NULL;
            IWICMetadataQueryReader *piFrameQReader = NULL;
            IWICMetadataQueryWriter *piFrameQWriter = NULL;

            // Get and create the image frame.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piDecoder->GetFrame(i, &piFrameDecode);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piEncoder->CreateNewFrame(&piFrameEncode, NULL);
            }

            // Initialize the encoder.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->Initialize(NULL);
            }
            // Get and set the size.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameDecode->GetSize(&width, &height);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->SetSize(width, height);
            }
            // Get and set the resolution.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                piFrameDecode->GetResolution(&dpiX, &dpiY);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->SetResolution(dpiX, dpiY);
            }
            // Set the pixel format.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                piFrameDecode->GetPixelFormat(&pixelFormat);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->SetPixelFormat(&pixelFormat);
            }

            // Check that the destination format and source formats are the same.
            bool formatsEqual = FALSE;
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                GUID srcFormat;
                GUID destFormat;

                hr = piDecoder->GetContainerFormat(&srcFormat);
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    hr = piEncoder->GetContainerFormat(&destFormat);
                }
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    if (srcFormat == destFormat)
                        formatsEqual = true;
                    else
                        formatsEqual = false;
                }
            }

            if (SUCCEEDED(hr) && formatsEqual)
            {
                // Copy metadata using metadata block reader/writer.
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    piFrameDecode->QueryInterface(IID_PPV_ARGS(&piBlockReader));
                }
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    piFrameEncode->QueryInterface(IID_PPV_ARGS(&piBlockWriter));
                }
                if (SUCCEEDED(hr))
                {
                    piBlockWriter->InitializeFromBlockReader(piBlockReader);
                }
            }

            if(SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->GetMetadataQueryWriter(&piFrameQWriter);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                // Add additional metadata.
                PROPVARIANT    value;
                value.vt = VT_LPWSTR;
                value.pwszVal= L"Metadata Test Image.";
                hr = piFrameQWriter->SetMetadataByName(L"/xmp/dc:title", &value);
            }
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->WriteSource(
                    static_cast<IWICBitmapSource*> (piFrameDecode),
                    NULL); // Using NULL enables JPEG loss-less encoding.
            }

            // Commit the frame.
            if (SUCCEEDED(hr))
            {
                hr = piFrameEncode->Commit();
            }

            if (piFrameDecode)
            {
                piFrameDecode->Release();
            }

            if (piFrameEncode)
            {
                piFrameEncode->Release();
            }

            if (piFrameQReader)
            {
                piFrameQReader->Release();
            }

            if (piFrameQWriter)
            {
                piFrameQWriter->Release();
            }
        }
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        piEncoder->Commit();
    }

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        piFileStream->Commit(STGC_DEFAULT);
    }

    if (piFileStream)
    {
        piFileStream->Release();
    }
    if (piEncoder)
    {
        piEncoder->Release();
    }
    if (piBlockWriter)
    {
        piBlockWriter->Release();
    }
    if (piBlockReader)
    {
        piBlockReader->Release();
    }
    return 0;
}

概念

WIC 元數據概觀

元數據查詢語言概觀

讀取和寫入影像元數據的概觀

元數據擴充性概觀