方寸知识篇 - 数字图像处理(一)- 图像压缩
圖像處理完畢后,根據不同的設計需求,圖像處理流水線可能會分為兩條不同的分支。首先,經過處理后的圖像將會輸出到顯示器上。其次,圖像被存儲到本地的存儲介質之前,先用工業標準的壓縮技術進行壓縮處理。
圖像壓縮的意思是,以較少的比特有損或無損的表示圖像原來的像素矩陣的技術,也成為圖像編碼。圖像數據之所以能被壓縮,就是因為數據中存在了冗余。圖像數據的冗余主要表現如下:圖像中相鄰像素間的相關性引起的空間冗余;圖像序列中不同幀之間存在相關性引起的時間冗余;不同色彩平面或頻譜帶的相關性引起的頻譜冗余。而數據壓縮的目的就是通過算法去除這些冗余,以減少表示數據所需的比特數。由于圖像的數據量相當巨大,在存儲、傳輸、處理時非常困難,因此圖像數據的壓縮就顯得非常重要。
圖像壓縮技術,常見的有JPEG\JPEG2000\GIF\PNG等。
JPEG是比較流行的圖像壓縮格式,這種格式主要應用于照片,一般不用于簡單的線條畫和其他的調色板非常有限的圖形。該格式壓縮比例10x~20x之間,壓縮比例越大,圖像失真就越嚴重。JPEG可以保持相當高的圖片質量,并支持無損壓縮,通常無損壓縮的比例是2x。
JPEG2000也成為2JK,是JPEG的升級。它解決了JPEG標準中的一些限制,同時具備向下兼容的能力。JPEG2000實現了更好的壓縮比,對于二值圖像、計算機圖形和照片等性能表現都很好。和JPEG類似,也有有損和無損兩種模式,另外J2K支持感興趣區域的壓縮,也就是說,圖像中選擇的區域可以用比其他區域更高的質量進行編碼。
GIF的原意是圖像格式轉換,是一種基于LZW算法的連續色調的無損壓縮格式,壓縮率一般在50%左右,它不屬于任何應用程序。目前幾乎所有的相關軟件都支持,GIF采用了可變長度等壓縮算法。GIF格式還有一個特點:在一個GIF文件中可以存多幅彩色圖像,即可以構成一種最簡單的動畫。
PNG也是圖像文件存儲格式,“可移植網絡圖形格式”,是一種位圖文件存儲格式,PNG用來存儲灰度圖像時,灰度圖像的深度可達16位,存儲彩色圖像時,深度可達48位,并且還可存儲多達16位的α通道數據,PNG使用從LZ77派生的無損數據壓縮算法,一般應用于JAVA程序、網頁,原因是它壓縮比高,生成的文件體積小。
總結
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