镜像驱动截屏技术在数字语音教室中的应用

 图像压缩算法
2.3.1 图像压缩步骤
图像压缩的目的在于以较少的数据来表示图像以节约存储费用，或者传输时间和费用。JPEG压缩算法可以用失真的压缩方式来处理图像[7]，但失真的程度却是肉眼所无法辨认的。这也就是为什么JPEG会有如此满意的压缩比例的原因。
一．JPEG压缩分四个步骤实现：
1.颜色模式转换及采样；
2.DCT变换；
3.量化；
4.编码。
二.实现过程:
1．颜色模式转换及采样
RGB色彩系统是我们最常用的表示颜色的方式。JPEG采用的是YCbCr色彩系统。想要用JPEG基本压缩法处理全彩色图像，得先把RGB颜色模式图像数据，转换为YCbCr颜色模式的数据[8]。Y代表亮度，Cb和Cr则代表色度、饱和度。通过下列计算公式可完成数据转换。
Y=0.2990R+0.5870G+0.1140B
Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128                
Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B＋128                 
人类的眼晴对低频的数据比对高频的数据具有更高的敏感度，事实上，人类的眼睛对亮度的改变也比对色彩的改变要敏感得多，也就是说Y成份的数据是比较重要的。既然Cb成份和Cr成份的数据比较相对不重要，就可以只取部分数据来处理。以增加压缩的比例。JPEG通常有两种采样方式：YUV411和YUV422，它们所代表的意义是Y、Cb和Cr三个成份的数据取样比例。

2. DCT变换
DCT变换的全称是离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)，是指将一组光强数据转换成频率数据，以便得知强度变化的情形。若对高频的数据做些修饰，再转回原来形式的数据时，显然与原始数据有些差异，但是人类的眼睛却是不容易辨认出来。
JPEG将整个亮度矩阵与色度Cb矩阵，饱和度Cr矩阵，视为一个基本单元称作MCU。每个MCU所包含的矩阵数量不得超过10个。例如，行和列采样的比例皆为4:2:2，则每个MCU将包含四个亮度矩阵，一个色度矩阵及一个饱和度矩阵。当图像数据分成一个8*8矩阵后，还必须将每个数值减去128，然后一一代入DCT变换公式中，即可达到DCT变换的目的。图像数据值必须减去128，是因为DCT转换公式所接受的数字范围是在-128到+127之间。   
3. 量化
图像数据转换为频率系数后，还得接受一项量化程序，才能进入编码阶段。量化阶段需要两个8*8矩阵数据，一个是专门处理亮度的频率系数，另一个则是针对色度的频率系数，将频率系数除以量化矩阵的值，取得与商数最近的整数，即完成量化。当频率系数经过量化后，将频率系数由浮点数转变为整数，这才便于执行最后的编码。不过，经过量化阶段后，所有数据只保留整数近似值，也就再度损失了一些数据内容。

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4. 编码
Huffman编码无专利权问题，成为JPEG最常用的编码方式，Huffman编码通常是以完整的MCU来进行的。编码时，每个矩阵数据的DC值与63个AC值，将分别使用不同的Huffman编码表，而亮度与色度也需要不同的Huffman编码表，所以一共需要四个编码表，才能顺利地完成JPEG编码工作。
屏幕捕获
3.2.1 全屏捕获
全屏捕获——最直接的实时捕获机制，就是在任何时候，不管需不需要，都把整个屏幕捕获下来[4]。在这种情形下，截屏系统将周期性的把显存中的反映当前屏幕的RGB数据拷贝出来生成一个位图。
具体实现代码如下：

think58好，好think58

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void CatchFull::OnCatchFull( )
{
  AfxGetMainWnd()->ShowWindow(SW_HIDE); think58好，好think58

  HWND hWnd = ::GetDesktopWindow();  //获得屏幕的HWND.
  HDC hScreenDC = ::GetDC(hWnd);     //获得屏幕的HDC.
  HDC MemDC = ::CreateCompatibleDC(hScreenDC);
  RECT rect;
  ::GetWindowRect(hWnd, &rect);
  SIZE screensize;
  screensize.cx = rect.right - rect.left;
  screensize.cy = rect.bottom - rect.top;
  HBITMAP hBitmap = ::CreateCompatibleBitmap(hScreenDC, screensize.cx, screensize.cy);
  HGDIOBJ hOldBMP = ::SelectObject(MemDC, hBitmap);
  ::BitBlt(MemDC, 0, 0 ,screensize.cx, screensize.cy, hScreenDC, rect.left, rect.top, SRCCOPY);
 ::SelectObject(MemDC, hOldBMP);
  ::DeleteObject(MemDC);
  ::ReleaseDC(hWnd, hScreenDC);

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  if(this->m_bSaveToFile)
   this->WriteBmpToFile(hBitmap);
  AfxGetMainWnd()->ShowWindow(SW_NORMAL);     //恢复窗口显示模式
 } 内容来自think58 [来源：http://think58.com]

通过这一步将得到当前屏幕的位图句柄hBitmap,如果要将位图保存起来，还需要通过下一节的步骤。 内容来自think58

3.2.2 位图的保存
根据位图的句柄将位图写入文件，可以使用如下代码[14]： think58 [来源：http://www.think58.com]

void CatchFull::WriteBmpToFile(HBITMAP hBitmap)
{
HDC hDC =::CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
//当前分辨率下每个像素所占字节数
      int iBits = ::GetDeviceCaps(hDC, BITSPIXEL) * ::GetDeviceCaps(hDC, PLANES);
      ::DeleteDC(hDC); 内容来自think58 [资料来源：www.THINK58.com]

      WORD   wBitCount;   //位图中每个像素所占字节数  
      if (iBits <= 1)
   wBitCount = 1;
      else if (iBits <= 4)
   wBitCount = 4;
      else if (iBits <= 8)
   wBitCount = 8;
      else if (iBits <= 24)
   wBitCount = 24;
      else
   wBitCount = iBits;
     
DWORD   dwPaletteSize = 0; //调色板大小，位图中像素字节大小
      if (wBitCount <= 8)  
   dwPaletteSize = (1 << wBitCount) * sizeof(RGBQUAD); 
 
BITMAP  bm;        //位图属性结构
      ::GetObject(hBitmap, sizeof(bm), (LPSTR)&bm);  本文来自think58 [来源：http://www.think58.com]

   
BITMAPINFOHEADER   bi;       //位图信息头结构   
bi.biSize          = sizeof(BITMAPINFOHEADER); 
     bi.biWidth       = bm.bmWidth;
      bi.biHeight         = bm.bmHeight;
      bi.biPlanes         = 1;
      bi.biBitCount       = wBitCount;
     bi.biCompression   = BI_RGB;    //BI_RGB表示位图没有压缩
     bi.biSizeImage      = 0;
     bi.biXPelsPerMeter  = 0;
     bi.biYPelsPerMeter  = 0;
      bi.biClrUsed       = 0;
      bi.biClrImportant    = 0;

 
DWORD dwBmBitsSize = ((bm.bmWidth * wBitCount+31)/32) * 4 * bm.bmHeight;   
//为位图内容分配内存
      HANDLE hDib  = ::GlobalAlloc(GHND,dwBmBitsSize + dwPaletteSize + sizeof(BITMAPINFOHEADER));
      LPBITMAPINFOHEADER lpbi = (LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hDib);
      *lpbi = bi;
 
      HANDLE hPal = ::GetStockObject(DEFAULT_PALETTE);  //处理调色板
HANDLE  hOldPal = NULL;
      if (hPal)
     {
   hDC = ::GetDC(NULL);
   hOldPal = SelectPalette(hDC,(HPALETTE)hPal, FALSE);
   RealizePalette(hDC);
    }
  // 获取该调色板下新的像素值
      ::GetDIBits(hDC, hBitmap, 0, (UINT) bm.bmHeight,(LPSTR)lpbi + sizeof(BITMAPINFOHEADER)+dwPaletteSize,(BITMAPINFO*)lpbi, DIB_RGB_COLORS);  

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[资料来源：http://think58.com]

      if (hOldPal)   //恢复调色板
      {
   SelectPalette(hDC, (HPALETTE)hOldPal, TRUE);
   RealizePalette(hDC);
   ::ReleaseDC(NULL, hDC);
      } 

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