compression - 构建快速 PNG 编码器问题

Question

我正在尝试构建一个快速的 8 位灰度 PNG 编码器。不幸的是我一定是误解了规范的一部分。较小的图像尺寸似乎可行，但较大的图像只能在某些图像查看器中打开。该图像(带有多个 DEFLATE block )给出了 我的图像查看器中出现“IDAT 解压缩错误”错误，但在浏览器中打开正常:

这张图片只有一个 DEFLATE block ，但也给出了一个错误:

下面我将概述我在 IDAT block 中放入的内容，以便您可以轻松发现任何错误(注意，图像和步骤已根据答案进行修改，但仍然存在问题):

1. IDAT长度

2. ascii 格式的“IDAT”(字面意思是字节 0x49 0x44 0x41 0x54)

3. Zlib header 0x78 0x01

步骤 4-7 适用于每个 deflate block ，因为数据可能需要分解:

字节 0x00 或 0x01，具体取决于它是中间 block 还是最后一个 block 。

存储为小端 16 位整数的 block 中的字节数(最多 2^16-1)

此整数表示形式的 1 的补码。

图像数据(对于 PNG 中的无滤镜选项，每条扫描线均以零字节开头，后跟灰度像素数据的宽度字节)

所有图像数据的 adler-32 校验和

所有 IDAT 数据的 CRC

我在 Linux 上尝试过 pngcheck，它没有发现任何错误。如果没有人能看出问题所在，你能给我指出调试工具的正确方向吗？

我的最后手段是使用 libpng 库来制作我自己的解码器，并从那里进行调试。

有人建议这可能是我的 adler-32 函数计算:

static uint32_t adler32(uint32_t height, uint32_t width, char** pixel_array)
{
  uint32_t a=1,b=0,w,h;
  for(h=0;h<height;h++)
    {
      b+=a;
      for(w=0;w<width;w++)
        {
          a+=pixel_array[h][w];
          b+=a;
        }
    }
  return (uint32_t)(((b%65521)*65536)|(a%65521));
}

请注意，由于传递给函数的 Pixel_array 在每个扫描线的开头不包含零字节(PNG 需要)，因此在每次迭代的开头有一个额外的 b+=a (和隐式的 a+=0)外循环。

Answer 1

4. The byte 0x00 or 0x80, depending on if it is a middle or the last block.

将0x80更改为0x01，一切都会好起来的。

0x80 显示为存储 block ，而不是最后一个 block 。我们所关注的只是低位，它为零，表示中间 block 。所有数据都位于该“中间” block 中，因此解码器将恢复完整图像。一些自由派 PNG 解码器可能会忽略在尝试解码下一个不存在的 block 时出现的错误，然后忽略丢失的校验值(Adler-32 和 CRC-32)等。这就是它出现的原因在浏览器中正常，即使它是无效的 PNG 文件。

您的 Adler-32 代码有两处错误。首先，您从 char 数组访问数据。 char 已签名，因此您的 0xff 字节将被添加为 -127，而不是 255。您需要先创建数组 unsigned char 或将其转换为该数组，然后再从中提取字节值。

其次，您进行模运算的时间太晚了。您必须在 uint32_t 溢出之前执行 % 65521。否则，您将无法获得算法所需的总和的模。一个简单的修复方法是在宽度循环之后、高度循环内对 a 和 b 执行 % 65521。只要您能保证宽度小于 5551 字节，此方法就可以工作。 (为什么 5551 留给读者作为练习。)如果您不能保证这一点，那么您将需要嵌入另一个循环来消耗该行中的字节，直到达到 5551 个字节，进行取模，然后继续线。或者，稍微慢一点，只需运行一个计数器并在达到极限时进行取模。

以下是适用于任何宽度的版本示例:

static uint32_t adler32(uint32_t height, uint32_t width, unsigned char ** pixel_array)
{
    uint32_t a = 1, b = 0, w, h, k;
    for (h = 0; h < height; h++)
    {
        b += a;
        w = k = 0;
        while (k < width) {
            k += 5551;
            if (k > width)
                k = width;
            while (w < k) {
                a += pixel_array[h][w++];
                b += a;
            }
            a %= 65521;
            b %= 65521;
        }
    }
    return (b << 16) | a;
}