計算機(jī)圖像技術(shù)第4章課件

第四章數(shù)字圖像處理

數(shù)字化圖像數(shù)字化圖像的色彩空間數(shù)字化圖像的編碼和壓縮數(shù)字圖像的文件格式光（電磁能量波普）敏感器件數(shù)字化器件例如：X光透視儀，電荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)：1）線陣；2）面陣互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)：1）光敏二極管無源像素結(jié)構(gòu)；2）光敏二極管有源像素結(jié)構(gòu)；3）光柵型有源像素結(jié)構(gòu)采集裝置和性能指標(biāo)4.1數(shù)字化圖像1.線性響應(yīng)：輸入與輸出的關(guān)系是否線性2.靈敏度：絕對靈敏度，相對靈敏度3.信噪比：4.不均勻度：輸入信號為常數(shù)而輸出形式不為常數(shù)5.快門速度：采集時間6.讀取速率：傳輸速率一、采集裝置和性能指標(biāo)

4.1采樣將空間上連續(xù)的圖像轉(zhuǎn)換成離散的采樣點（即像素）集的操作稱為采樣。由于圖像是二維分布的信息，所以采樣是在x軸和y軸兩個方向上進(jìn)行。4.1.1采樣

一般來說，采樣間隔越大，所得圖像像素數(shù)越少，空間分辨率低，質(zhì)量差，嚴(yán)重時出現(xiàn)馬賽克效應(yīng)；采樣間隔越小，所得圖像像素數(shù)越多，空間分辨率高，圖像質(zhì)量好，但數(shù)據(jù)量大。4.1.2量化

將像素所含的明暗信息（灰度）轉(zhuǎn)換成離散的整數(shù)值的過程稱為量化。若連續(xù)灰度值為z，對于zi≤z≤zi+1的z值，都量化為整數(shù)qi。qi稱為像素的灰度值，z與qi的差稱為量化誤差?？紤]到人眼的識別能力，目前非特殊用途的圖像均為8bit量化，即用0~255描述“黑~白”。一幅數(shù)字圖像中不同灰度值的個數(shù)稱為灰度級數(shù)。一幅大小為M×N、灰度級數(shù)為G(=2g)的圖像所需的存儲空間，即圖像的數(shù)據(jù)量，大小為M×N×g（bit）

均勻量化非均勻量化4.1.4均勻量化與非均勻量化量化可分為均勻量化和非均勻量化。均勻量化是簡單地在灰度范圍內(nèi)等間隔量化。非均勻量化是對像素出現(xiàn)頻度少的部分量化間隔取大，而對頻度大的量化間隔取小。量化參數(shù)與數(shù)字化圖像間的關(guān)系數(shù)字化方式可分為均勻采樣、量化和非均勻采樣、量化。所謂“均勻”，指的是采樣、量化為等間隔。非均勻采樣是根據(jù)圖象細(xì)節(jié)的豐富程度改變采樣間距。細(xì)節(jié)豐富的地方，采樣間距小，否則間距大。非均勻量化是對像素出現(xiàn)頻度少的間隔大，而頻度大的間隔小。采用非均勻采樣與量化，會使問題復(fù)雜化，因此很少采用。當(dāng)限定數(shù)字圖像的大小時,采用如下原則可得到質(zhì)量較好的圖像1）對緩變的圖像，應(yīng)細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓。2）對細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。數(shù)字圖像的描述

1.

黑白圖像

指圖像的每個像素只能是黑或者白，沒有中間的過渡，故又稱為二值圖像。2值圖像的像素值為0、1。

2.灰度圖像

是指每個像素的信息由一個量化的灰度級來描述的圖像，沒有彩色信息。

4.2數(shù)字化圖像的色彩空間一、RGB色系RGB相加色示例RGB強(qiáng)度顏色色彩效果000

黑（Black）001

藍(lán)（Blue）010

綠（Green）011

青（Cyan）100

紅（Red）101

品紅（Magenta）110

黃（Yellow）111

白（White）二、HSI色系

這種彩色系統(tǒng)格式的設(shè)計反映了人類觀察彩色的方式。如：紅色又分為淺紅和深紅色等等。

幾種常用的表色系統(tǒng)I(Intensity)：表示光照強(qiáng)度或稱為亮度，它確定了像素的整體亮度，而不管其顏色是什么。

HSI顏色模式

從心理學(xué)的角度來看，顏色有三個要素：色相、飽和度和亮度。HSB顏色模式便是基于人對顏色的心里感受的顏色模式。

HSB色彩空間可以用一個圓錐空間模型來描述。圓錐空間模型（A）HSI圓錐空間模型（B）線條示意圖：圓錐上亮度、色度和飽和度的關(guān)系。（C）縱軸表示亮度（D）圓錐縱切面：描述了同一色調(diào)的不同亮度和飽和度關(guān)系。（E）圓錐橫切面：色調(diào)H為繞著圓錐截面度量的色環(huán)，圓周上的顏色為完全飽和的純色，色飽和度為穿過中心的半徑橫軸。Lab顏色模式該顏色模式由一個發(fā)光率(luminance)和兩個顏色(a,b)軸組成。它由顏色軸所構(gòu)成的平面上的環(huán)形線來表示顏色的變化，其中徑向表示色飽和度的變化，自內(nèi)向外，飽和度逐漸增高；圓周方向表示色調(diào)的變化，每個圓周形成—個色環(huán)；而不同的發(fā)光率表示不同的亮度并對應(yīng)不同環(huán)形顏色變化線。A.光度=100（白）B.綠到紅分量C.藍(lán)到黃分量D.光度=0（黑）到紅分量CMYK顏色模式

這是彩色印刷使用的—種顏色模式。它由青(cyan)、洋紅(magenta)、黃(yellow)和黑(black)四種顏色組成。

這種模式的創(chuàng)建基礎(chǔ)和RGB不同，它不是靠增加光線，而是靠減去光線。這是因為與監(jiān)視器或者電視機(jī)不同，打印紙不能創(chuàng)建光源，即它不會發(fā)射光線，而只能吸收和反射光線，即它只能夠吸收特定波長而反射其它波長。

通過對上述四種顏色的組合，可以產(chǎn)生可見光譜中的絕大部分顏色。

CMYK顏色模式CMYK相減混色模型

CMYK模型以打印在紙張上油墨的光線吸收特性為基礎(chǔ)，白光照射到半透明油墨上時，部分光譜被吸收，部分被反射回眼睛。理論上，青色(C)、洋紅(M)和黃色(Y)色素能合成吸收所有顏色并產(chǎn)生黑色。由于這個原因，這些顏色叫作減色。

因為所有打印油墨都會包含一些雜質(zhì)，這三種油墨實際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑色(K)油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色。將這些油墨混合產(chǎn)生顏色叫作四色印刷。顏色模型的色域

色域是一個色系能夠顯示或打印的顏色范圍。人眼看到的色譜比任何顏色模型中的色域都寬。在顏色模型中，Lab具有最寬的色域，它包括RGB和CMYK色域中的所有顏色。通常RGB色域包含能在計算機(jī)顯示器或電視屏幕（發(fā)出紅、綠和藍(lán)光）上所有能顯示的顏色。因而一些諸如純青或純黃等顏色不能在顯示器上精確顯示。

CMYK色域較窄，僅包含使用印刷色油墨能夠打印的顏色。當(dāng)不能被打印的顏色在屏幕上顯示時，它們稱為溢色──即超出CMYK色域之外。

色度效果示意圖

亮度效果示意圖2.HSI到RGB的轉(zhuǎn)換

2）2.HSI到RGB的轉(zhuǎn)換

3）1.算術(shù)運算

算術(shù)運算是指兩幅圖象進(jìn)行點對點的加、減、乘或除計算而得圖象。加法可將一幅圖象內(nèi)容加到另一幅圖象上，達(dá)到二次暴光的要求。加法可對同一場景的多幅圖象求平均，以降低加性隨機(jī)噪聲。圖象相減可去除圖象中不需要的加性圖案。圖象相減也可用于運動檢測。乘法可用于去除圖象中部分影象。除法多用于多光譜遙感運算的比值計算。

噪聲加性噪聲：加性噪聲和圖象信號強(qiáng)度不相關(guān)。乘性噪聲：乘性噪聲和圖象信號是相關(guān)的。椒鹽噪聲：黑圖象上的白點，白圖象上的黑點。量化噪聲：是由量化過程引起的。2.邏輯運算

ANDORNOT

用于二值圖象，常用來進(jìn)行鄰域運算。

5圖象運算

5圖象運算將圖像沿坐標(biāo)軸方向進(jìn)行比例縮放，從而獲得一幅新圖像。如果在x軸和y軸方向變換比率相同，則稱為全比例縮放，否則，圖像的尺度變換會改變原始圖像像素間的相對位置，產(chǎn)生幾何畸變。設(shè)尺度因子為f，尺度變換前后兩點P0(x0,y0,z0)、P(x,y,z)之間的關(guān)系用矩陣形式可以表示為b.平移變換設(shè)點P0(x0,y0,z0)進(jìn)行平移后，移到P(x,y,z)，其中沿坐標(biāo)軸方向的平移量分別為Δx,Δy,Δz

。則點P(x,y,z)的坐標(biāo)為

5圖象運算a.尺度變換3.幾何運算

5圖象運算利用齊次坐標(biāo)，變換前后圖像上的象素點之間的關(guān)系可用如下矩陣變換表示c.旋轉(zhuǎn)變換這里討論點繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的情況。1)繞z軸旋轉(zhuǎn)θ角度

5圖象運算2)繞x軸旋轉(zhuǎn)α角度2)繞y軸旋轉(zhuǎn)β角度d.復(fù)合變換

指對圖像連續(xù)施行若干次平移、比例、旋轉(zhuǎn)等基本變換后所完成的變換，又叫級聯(lián)變換。可以證明，復(fù)合變換的矩陣等于基本變換的矩陣按順序依次相乘所得組合矩陣。設(shè)對給定的圖像依次進(jìn)行基本變換F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)N，它們的變換矩陣分別為T1，T2，…，TN，圖像復(fù)合變換的矩陣T可以表示為：T=TNTN-1…T1。YUV與RGB彩色空間變換Y=0.299R+0.587G+0.114BU=-0.147R-0.289G+0.436BV=0.615R-0.515G-0.100B寫成矩陣的形式：彩色空間RGB-YUVYIQ與RGB彩色空間變換Y=0.299R+0.587G+0.114BI=0.596R-0.275G-0.321BQ=0.212R-0.523G+0.311B寫成矩陣的形式：彩色空間RGB-YIQ彩色空間RGB-YCrCbYCrCb與RGB彩色空間變換

數(shù)字域中的彩色空間變換與模擬域的彩色空間變換不同。它們的分量使用Y、Cr和Cb來表示，與RGB空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：Y＝0.299R＋0.578G＋0.114BCr＝(0.500R－0.4187G－0.0813B)＋128Cb=(-0.1687R－0.3313G＋0.500B)＋128寫成矩陣的形式：圖像的種類標(biāo)準(zhǔn)單色圖標(biāo)準(zhǔn)灰度圖圖像的種類256色標(biāo)準(zhǔn)圖像24位標(biāo)準(zhǔn)圖像圖像的種類256色標(biāo)準(zhǔn)圖像轉(zhuǎn)換成的灰度圖24位標(biāo)準(zhǔn)圖像轉(zhuǎn)換成的灰度圖統(tǒng)計冗余圖像數(shù)據(jù)存在大量的統(tǒng)計特征的重復(fù)，這種重復(fù)包括靜態(tài)單幀圖像數(shù)據(jù)在空間上的冗余和音頻、視頻數(shù)據(jù)在時間上的冗余。

在動態(tài)圖像序列中，前后兩幀圖像之間具有較大的相關(guān)性，表現(xiàn)出幀與幀之間的重復(fù)，因而存在時間冗余。

信息熵冗余

信息熵定義為一組數(shù)據(jù)所表示的信息量，即

式中，E為信息熵，N為數(shù)據(jù)的種類(或稱碼元)個數(shù)，為第i個碼元出現(xiàn)的概率。一組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量顯然等于各記錄碼元的二進(jìn)制位數(shù)(即編碼長度)與該碼元出現(xiàn)的概率乘積之和，即

式中，D為數(shù)據(jù)量，為第i個碼元的二進(jìn)制位數(shù)。一般取(如ASCII編碼把所有碼元都編碼為7比特)，這樣得到的D必然大于E。這種因碼元編碼長度的不經(jīng)濟(jì)帶來的冗余稱為信息熵冗余或編碼冗余。

結(jié)構(gòu)冗余

有些圖像從大面積上或整體上看存在著重復(fù)出現(xiàn)的相同或詳盡的紋理結(jié)構(gòu)，例如布紋圖像和草席圖像，被稱為結(jié)構(gòu)冗余。

知識冗余

有許多圖像的理解與圖像所表現(xiàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(鮮艷或背景知識)有相當(dāng)大的相關(guān)性，從這種知識出發(fā)可以歸納出圖像的某種規(guī)律性變化，這類冗余稱為知識冗余。知識冗余的一個典型例子是對人像的理解，比如，鼻子上方有眼睛，鼻子又在嘴的上方等。

視覺冗余

人類的視覺系統(tǒng)實際上只在一定程度上對圖像的變化產(chǎn)生敏感，即圖像數(shù)據(jù)中存在著大量人類視覺覺察不到的細(xì)節(jié)。事實上，人類視覺系統(tǒng)的一般分辨力為64灰度級，而一般圖像量化采用的是256灰度級，這類冗余稱為視覺冗余。

圖像數(shù)據(jù)壓縮算法評價壓縮算法的指標(biāo)

壓縮算法分類行程長度編碼

哈夫曼編碼算術(shù)編碼詞典編碼預(yù)測編碼

變換編碼

模型法編碼

混合編碼

評價壓縮算法的指標(biāo)

壓縮比

指壓縮編碼后的數(shù)據(jù)量與原始數(shù)據(jù)大小的比值；

算法的復(fù)雜性和運算速度；

失真度。

壓縮比并不是一個絕對的指標(biāo)將16M色的真彩圖像(圖A)轉(zhuǎn)變?yōu)?56色(圖B),數(shù)據(jù)量減少了約3倍,壓縮比為1:3.當(dāng)然這時產(chǎn)生了色彩失真,但如果選擇原圖的色彩范圍定義調(diào)色板,色彩失真較小,人眼一般都還能接受.如果把圖像深度從8位再壓縮到4位,即從256色再壓到16色(圖C),雖然數(shù)據(jù)量只減少了2倍,壓縮比為1:2,但這時的人眼所看到的色彩失真比第一次大得多，效果很差圖像效果

圖像類型圖A真彩色圖像圖B256色圖像圖C16色圖像壓縮比8/24=1/34/24=1/6壓縮算法分類

根據(jù)對編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼后與編碼前的數(shù)據(jù)是否一致可以把數(shù)據(jù)編碼方法分為兩類：無損編碼。解碼后的數(shù)據(jù)與編碼前的數(shù)據(jù)完全一致，沒有任何失真。

有損編碼。解碼后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)有一定程度的偏差或失真，但一般不影響聽覺或視覺效果。

壓縮算法分類圖像壓縮編碼方法有損壓縮預(yù)測編碼差分脈沖編碼（DPCM）運動補(bǔ)償變換編碼DTC變換小波變換子帶編碼模型編碼分形編碼模型基編碼基于重要性編碼濾波子采樣矢量量化混合編碼JPEGMPEGH.261無損壓縮哈夫曼編碼行程編碼算術(shù)編碼LZW編碼行程長度編碼

把一系列的重復(fù)值（例如圖像象素的灰度值）用一個單獨的值再加上一個計數(shù)值來取代。

比如有這樣一個字母序列aabbbccccccccdddddd它的行程長度編碼就是2a3b8c6d。

很多位圖文件格式都用行程長度編碼，例如TIFF，PCX。行程長度編碼例有一黑白圖像，如圖所示。如果用行程編碼方法對其編碼，其編碼結(jié)果如下：(8,5)(7,3)(7,8)(6,6)(5,2)(5,5)(4,3)(4,6)(3,2)(3,8)(3,3)(2,5)(1,4)(0.4)

877777777777666666555555544444444433333333333332222211110000二維圖像數(shù)據(jù)哈夫曼編碼編碼步驟如下：統(tǒng)計信源符號出現(xiàn)的概率；將信源符號按概率遞減順序排列；

把兩個最小的概率值加起來，作為一個新組合符號的概率；重復(fù)步驟(2)、(3)，直到概率和達(dá)到1為止；在每次合并信源時，將合并的信源分別標(biāo)記“1”和“0”（例如，概率小的標(biāo)記為“1”，概率大的標(biāo)記為“0”）；尋找從每一信源符號到概率為1的路徑，記錄下路徑上的“1”和“0”；對每一符號寫出“1”和“0”序列；哈夫曼編碼的例子考慮信源進(jìn)行哈夫曼編碼的過程如下：

哈夫曼編碼的不足

它必須精確地統(tǒng)計出原始文件中每個值的出現(xiàn)頻率，如果沒有這個精確統(tǒng)計，壓縮的效果就會大打折扣，甚至根本達(dá)不到壓縮的效果。因此哈夫曼編碼通常要經(jīng)過兩遍操作，第一遍進(jìn)行統(tǒng)計，第二遍產(chǎn)生編碼，所以編碼的過程是比較慢的。另外由于各種長度的編碼的譯碼過程也比較復(fù)雜，因此解壓縮的過程也比較慢。它對于位的增刪比較敏感。

LZW編碼LZW編碼算法在無失真壓縮算法中壓縮比是比較高的，并且所花費時間比其他方法要少。通過查找冗余字符串并將此字符串用較短的符號標(biāo)記替代的壓縮算法例如：輸入字符串a(chǎn)bbbaaccaacccc代碼（指針）分析得到的字符導(dǎo)出的字符（編碼形式）1a12b23c34ab1b5bb2b6bba5a7aa1a8ac1c9cc3c10ca3a11aac7c12ccc9c預(yù)測編碼一般在圖像中局部區(qū)域的象素是高度相關(guān)的，因此可以用先前象素的有關(guān)灰度知識來對當(dāng)前象素的灰度進(jìn)行預(yù)計，這就是預(yù)測。預(yù)測編碼可分為線性預(yù)測編碼和非線性預(yù)測編碼。前者常被稱為差分脈沖編碼調(diào)制，即DPCM(DifferentialPulseCodeModulation)。DPCM的原理框圖

DPCM編碼示例DPCM系統(tǒng)如圖所示，預(yù)測器的預(yù)測值為前一個樣值(圖中D表示單位延遲)。假設(shè)輸入信號已經(jīng)量化，差值不再進(jìn)行量化。若DPCM系統(tǒng)的輸入為{0,1,2,1,1,2,3,3,4,4,…},則編碼過程如下：變換編碼

變換編碼就是將時域信號(如圖像光強(qiáng)矩陣)變換到頻域信號(系數(shù)空間)上進(jìn)行處理的方法。在空間上具有強(qiáng)相關(guān)的信號，反映在頻域上是某些特定的區(qū)域內(nèi)能量常常被集中在一起，或者是系數(shù)矩陣的分布具有某些規(guī)律。我們可以利用這些規(guī)律在頻域上減少量化比特數(shù)，達(dá)到壓縮的目的。典型的變換編碼和解碼過程

圖中的變換一般采用正交變換，這是由于正交變換的變換矩陣是可逆的且逆矩陣與轉(zhuǎn)置矩陣相等，這就使解碼運算是有解的且運算方便，因此運算矩陣總是選用正交變換來做。模型法編碼

模型編碼則是利用計算機(jī)視覺和計算機(jī)圖形學(xué)的知識對圖像信號的分析與合成。模型編碼的關(guān)鍵是對特定的圖像建立模型，并根據(jù)這個模型確定圖像中景物的特征參數(shù)，如運動參數(shù)、形狀參數(shù)等。解碼時則根據(jù)參數(shù)和已知模型用圖像合成技術(shù)重建圖像。模型編碼引入的誤差主要是人眼視覺不太敏感的幾何失真，因此重建圖像非常自然和逼真?；旌暇幋a

以兩種或兩種以上的方法對圖像進(jìn)行編碼稱為混合編碼，本章后面介紹的JPEG和MPEG都屬于混合編碼。4.4常用圖形、圖像文件的格式矢量圖和位映像圖圖像文件的一般結(jié)構(gòu)BMP文件格式GIF文件格式TIF文件格式PNG文件格式圖像文件的一般結(jié)構(gòu)矢量圖和位映像圖矢量圖是用數(shù)學(xué)方法描述的一系列點、線、弧和其它幾何形狀，因此存放這種圖使用的格式稱為矢量圖格式，存儲的數(shù)據(jù)主要是繪制圖形的數(shù)學(xué)描述；位映像圖(bitmappedgraphics)也稱光柵圖(rastergraphics)，這種圖就像電視圖像一樣，由像點組成的，因此存放這種圖使用的格式稱為位映像圖格式，經(jīng)常簡稱為位圖格式，存儲的數(shù)據(jù)是描述像素的數(shù)值。矢量圖

矢量圖是用一系列計算機(jī)指令來表示一幅圖，如畫點、畫線、畫曲線、畫圓、畫矩形等。這種方法實際上是數(shù)學(xué)方法來描述一幅圖，然后變成許多的數(shù)學(xué)表達(dá)式，再編程，用計算機(jī)語言來表達(dá)。在計算顯示圖時，也往往能看到畫圖的過程。繪制和顯示這種圖的軟件通常稱為繪圖程序(drawprograms)。位圖

位圖法與矢量圖法很不相同。它是把一幅彩色圖分成許多的像素，每個像素用若干個二進(jìn)制位來指定該像素的顏色、亮度和屬性。因此一幅圖由許多描述每個像素的數(shù)據(jù)組成，這些數(shù)據(jù)通常稱為圖像數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)作為一個文件來存儲，這種文件又稱為圖像文件。如要畫點位圖，或者編輯點位圖，則用類似于繪制矢量圖的軟件工具，這種軟件稱為畫圖程序(paintprograms)。位圖和矢量圖的區(qū)別

BMP文件格式

圖文件(Bitmap-)格式是Windows采用的圖像文件存儲格式，在Windows環(huán)境下運行的所有圖像處理軟件都支持這種格式。BMP圖像文件由以下三部分組成：位圖文件頭(BITMAPHEADER)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、位圖信息(BITMAPINFO)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和位圖陣列。位圖文件頭

位圖文件頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含BMP圖像文件的類型、顯示內(nèi)容等信息。它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：typedefstruct{intbfType;/*always"BM"*/longbfSize；/**/intbfReserved1；intbfReserved2；longbfOffBits;/*imagedataoffset*/}BITMAP;典型的BMP圖像文件

在Windows環(huán)境中，它的名字是SEAWATER.BMP。GIF文件格式GIF(GraphicsInterchangeFormat)是CompuServe公司開發(fā)的圖像文件存儲格式，稱為圖形交換格式。1987年開發(fā)的GIF文件格式版本號是GIF87a，1989年進(jìn)行了擴(kuò)充，擴(kuò)充后的版本號定義為GIF89a。一個GIF文件由表示圖形/圖像的數(shù)據(jù)塊、數(shù)據(jù)子塊以及顯示圖形/圖像的控制信息塊組成。GIF文件格式采用了LZW(Lempel-ZivWalch)壓縮算法來存儲圖像數(shù)據(jù)。GIF文件格式可在一個文件中存放多幅彩色圖形/圖像。GIF文件的典型結(jié)構(gòu)

TIF文件格式TIF是TIFF(TaggedImageFormatFile)文件的擴(kuò)展名，該格式由美國AldusDeveloper’sDesk和MicrosoftWindowsMarketingGroup制訂。TIFF支持任意大小的圖像，從單色的二值圖像到24位的真彩色圖像；支持灰度圖像，也支持EGA/VGA上最常見的調(diào)色板式圖像。TIF格式的優(yōu)點主要是適合于廣泛的應(yīng)用程序，它與計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和圖形處理的硬件無關(guān)。TIFF文件組成文件頭(8字節(jié))參數(shù)指針表參數(shù)數(shù)據(jù)表PNG文件格式

PNG是20世紀(jì)90年代中期開始開發(fā)的圖像文件存儲格式，其目的是企圖替代GIF和TIFF文件格式，同時增加一些GIF文件格式所不具備的特性。PNG使用從LZ77派生的無損數(shù)據(jù)壓縮算法。PNG的優(yōu)點

兼有GIF和JPEG的色彩模式PNG能把圖像文件壓縮到極限以利于網(wǎng)絡(luò)傳輸，但又能保留所有與圖像品質(zhì)有關(guān)的信息的解決方案更優(yōu)化的傳輸顯示透明圖像在制作網(wǎng)頁圖像的時候很有用PNG可以讓你在Macintosh上制作的圖像與在Windows上所顯示的圖像完全相同PNG圖像的缺點

PNG不支持動畫的應(yīng)用因為PNG采用的是無損壓縮方式，盡管相同圖像質(zhì)量的PNG圖像文件比JPEG圖像文件小，但是JPEG可以適當(dāng)?shù)貭奚嬅嫫焚|(zhì)而取得比PNG更小的文件尺寸PNG不支持CMYK的模式靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG

JPEG2000

JPEGJPEG是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)關(guān)于靜止圖像編碼的聯(lián)合專家組(JointPhotographicExpertsGroup)名稱的縮寫。該標(biāo)準(zhǔn)可用于自然景象或任何連續(xù)色調(diào)圖像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的壓縮編碼和解碼。對于數(shù)字化精度為每種彩色分量每個樣點4至16比特的數(shù)字圖像有良好的壓縮效果，但不適用于二值圖像。JPEG標(biāo)準(zhǔn)綜合了多年來圖像壓縮編碼的研究成果，是一種集大成的算法。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種工作方式，即順序方式和漸進(jìn)方式；還規(guī)定了三種級別的編碼算法，即基本系統(tǒng)(Baselinesystem)、擴(kuò)展系統(tǒng)(Extendedsystem)和無失真系統(tǒng)(Losslesscoding)。JPEG能達(dá)到的壓縮效果

采用JPEG算法所能達(dá)到的壓縮效果，與被壓縮圖像的特性有關(guān)。對于在開發(fā)和測試本算法標(biāo)準(zhǔn)時所用的那些內(nèi)容是彩色自然景物和人像的測試圖片，壓縮到0.15比特/像素時，圖像可識別；0.25比特/像素時，解碼后的圖像可評價為“有用(usefulimage)”；約0.75比特/像素時，被認(rèn)為是“極佳(verygood)”；大約1.5比特/像素時基本上與原圖像無法區(qū)別。用無失真算法對這些測試圖片進(jìn)行壓縮編碼，大致可以得到2:1的壓縮比。JPEG算法的不同壓縮比及其壓縮效果實例順序方式

圖像被分割為成行成列的四方小塊，編碼時由左而右，由上而下地逐行逐