DHT (0xFFC4)　ハフマンテーブル定義 Back
DHTはJPEGファイルのハフマン圧縮、復元時に使用するデータが記録されています。

DHTはひとつのセグメントで複数のハフマンテーブルを定義出来ます。
テーブルは可変長でテーブル番号が４種類（0〜3）、テーブルクラス（DCとAC）が２種類、計８種類あります。

SOSセグメントで参照され、該当のテーブルが無ければ画像は表示出来ません。

・ベースライン形式ではHT2とHT3は使用しません。
・ロスレス形式ではAC成分のハフマンテーブルは使用しません。

解析例

DHT :Define Huffman Table 【汎用ハフマンテーブル】
　000000B1 HT0-DC 汎用輝度HT-DC
　000000CE HT0-AC 汎用輝度HT-AC
　00000181 HT1-DC 汎用色差HT-DC
　0000019E HT1-AC 汎用色差HT-AC

１行目にはDHTの項目表示、セグメントデータが登録されていれば【括弧】内に内容を表示します。
２行目以降は１テーブル１行でテーブルの開始位置、ハフマンテーブルの種類、ハフマンテーブルのCRC値またはハフマンテーブル名が表示されます。

テーブル名はJpegTBL.iniに登録されれいるものが表示されます。
DHTは余り種類は多くなく、汎用のものとアドビ社のオリジナルテーブル(各成分４〜５種類)のみ区別出来ます。
それ以外はほとんどの場合、最適化されたテーブルです。

ＤＨＴの構造

図の下の16進数値は テーブルがひとつだけ、DC成分HT0のDHT例
名称 サイズ 内容
Lh 2バイト セグメント長
以降はテーブル毎にあります
Tcn 4ビット(上位) ハフマンテーブルクラス 0=DC成分 1=AC成分
Thn 4ビット(下位) ハフマンテーブル番号 0から3までのいずれか
L1〜L16 16バイト ハフマンテーフルビット配分数
V1-n〜V16-n L1〜L16の合計ｘ1バイト ハフマンテーブル定義データ
DC成分　データービット数
AC成分　上位4bit　ランレングス数
　　　　下位4bit　データービット数

補足説明

難解なので補足しておきます。興味なければ読み飛ばして下さい。
※以降、ダブルクォーテションマークで囲っている数値は２進表現です。


L1〜L16のＬの後の数はハフマンコードのビット数を表しています。
上の図の16進値の例では1bitのコードが0個、2bitのコードが1個、3bitのコードが5個、16bitのコードがn個になっています。

続くＶのデータは１バイトが１つのハフマンコードに割り当たっており、L1からL16までを足した数がそのテーブルで定義されたハフマンコード数、Ｖのバイト数となります。

ハフマンコードのコードパターンは指定出来ず、ビットの少ない順から割り当てて行きます。
16進値の例からハフマンコードを割り当てていくと下記の通りになります。

1bitのコードは有りませんのでパスします。
2bitのコードは1個ですから、2bitの"00"を割り当てます。
3bitのコードは5個です。
この場合上の2bitの次のコード"01"に1bitの"0"を付け足して"010"から始めます。

この繰り上がり時のルールは、先頭ビットから一致するハフマンコードが無いか調べる事になるので、"001"などとしてしまうと、2bitの"00"か3bitの"001"か判らなくなってしまうからです。

結果、3bitのコードは"010","011","100","101","110"の5個を割り当てます。

同様に最後まで割り当てて行き、テーブルを完成させます。

コード解読時は、一致するハフマンコードのＶの値を出します。
ＤＣ成分ならＶで指定するビット数のデータを数値に変換します。
ＡＣ成分ならＶの上位ビット、ランの数だけ値０のバイトを用意し、Ｖの下位ビット、データビット数だけデータを読み取り値に変換します。

次にDC成分のＶの値、データビットの数値変換について説明します。
AC成分もデータビットの部分は考え方は同じです。

Ｖ＝０の場合続きのデータビットは有りません。
表現出来る数は１個で０が割り当たります。

Ｖ＝１の場合、表現出来る数は２個、２進値で"0"と"1"です。これを"0"=-1、"1"=1に割り当てます。
Ｖ＝２の場合、表現出来る数は４個、"00"=-3、"01"=-2、"10"=2、"11"=3と割り当てます。

Ｖ＝３の場合、表現出来る数は８個、"000"=-7、"001"=-6、"010"=-5、"011"=-4、"100"=4、"101"=5、"110"=6、"111"=7と割り当てます。

ここまで書くと大体判ると思いますが、数は２のＶ乗個扱え、数の先頭ビットが１ならそのまま２進表現のプラスの数、先頭のビットが０ならビットを反転させ符号を変えたマイナスの数になります。

図の例で、−４から＋４までの数をハフマンコードで表現すると以下の通りになります。（赤がハフマンビット、黒がデータビット）
−４＝"100011"
−３＝"01100"
−２＝"01101"
−１＝"0100"
　０＝"00"
＋１＝"0101"
＋２＝"01110"
＋３＝"01111"
＋４＝"100100"

ハフマンコードとＶの値の対応次第でファイルが大きくなったり小さくなったりします。
ハフマンコードの最適化とは、ここの対応を変えてファイルを最も小さくする訳です。

図の例でV2-1=0x03,V3-1=0x02,V3-2=0x01,V3-3=0x00に変わったとして、同様に−４から＋４までの数をハフマンコードで表現すると以下の通りになります。
（赤がハフマンビット、黒がデータビット）
−４＝"00011"
−３＝"01000"
−２＝"01001"
−１＝"0110"
　０＝"100"
＋１＝"0111"
＋２＝"01010"
＋３＝"01011"
＋４＝"00100"

表現するビットが増えたり減ったりしています。
ハフマンコードの最適化では、ハフマンコードビットとデータビットの対応を変えて、ファイルサイズが最も小さくなるようにしています。