互動媒體第講圖像處理初步

互動媒體第講圖像處理初步第一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五數(shù)字圖像

人眼能識別的自然景象或圖像原也是一種模擬信號，為了使計(jì)算機(jī)能夠記錄和處理圖像、圖形，必須首先使其數(shù)字化。數(shù)字化后的圖像、圖形稱為數(shù)字圖像、數(shù)字圖形，一般也簡稱為圖像、圖形。教學(xué)進(jìn)程第二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像處理系統(tǒng)示意圖

第三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

根據(jù)數(shù)字圖像的特性可將其分為:矢量(Vector)圖和位圖（Bitmap）。矢量圖是用一系列繪圖指令來表示一幅圖。這幅圖可以分解為一系列子圖如：點(diǎn)、線、面等。這種方法的本質(zhì)是用數(shù)學(xué)公式描述一幅圖像。圖像中每一個(gè)形狀都是一個(gè)完整的公式，稱為一個(gè)對象。2.位圖（bit-mappedimage）是用像素點(diǎn)來描述或映射的圖，也即位映射圖。位圖在內(nèi)存中也就是一組計(jì)算機(jī)內(nèi)存地址位（bit）組成，這些位定義圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的顏色和亮度。位圖一般也稱為圖像。

位圖可以從傳統(tǒng)的相片、幻燈片上制作出來或使用數(shù)字相機(jī)得到，也可以利用Windows的畫筆(Painbrush)用顏色點(diǎn)填充網(wǎng)格單元來創(chuàng)建位圖。2.2數(shù)字圖像類型●第四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像與圖形的區(qū)別●數(shù)字圖像：直接量化的原始信號●圖像的最小單位是像點(diǎn)●用于表現(xiàn)自然影像●圖形：運(yùn)算形成的抽象化產(chǎn)物●圖形由具有方向和長度的矢量表示●用于分析運(yùn)算結(jié)果，簡單圖形表示●圖像是自然界中多姿多彩的景物和生物通過視覺感官在大腦中留下的印記。教學(xué)進(jìn)程第五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五優(yōu)點(diǎn)：容量：它的文件數(shù)據(jù)量很??；二是圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān)，這意味著無論將圖像放大或縮小了多少次，圖像總是以顯示設(shè)備允許的最大清晰度顯示。在計(jì)算機(jī)計(jì)算與顯示一幅圖像時(shí)，也往往能看到畫圖的過程。存盤后文件的大小與圖形中元素的個(gè)數(shù)和每個(gè)元素的復(fù)雜程度成正比。而與圖形面積和色彩的豐富程度無關(guān)。缺點(diǎn)：不易制作色調(diào)豐富或色彩變化太多的圖像，而且繪出來的圖像不是很逼真，同時(shí)也不易在不同的軟件間交換文件。

矢量圖特點(diǎn)第六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五矢量圖形格式也很多，如

AdobeIllustrator的*.AI、*.EPS和SVG、

AutoCAD的*.dwg和dxf、

CorelDRAW的*.cdr、

windows標(biāo)準(zhǔn)圖元文件*.wmf和增強(qiáng)型圖元文件*.emf等等。

當(dāng)需要打開這種圖形文件時(shí)，程序根據(jù)每個(gè)元素的代數(shù)式計(jì)算出這個(gè)元素的圖形，并顯示出來。就好象我們寫出一個(gè)函數(shù)式，通過計(jì)算也能得出函數(shù)圖形一樣。編輯這樣的圖形的軟件也叫矢量圖形編輯器。如：AutoCAD、CorelDraw、Illustrator、Freehand等。

矢量圖特點(diǎn)矢量圖的文件格式

第七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五●位圖圖像特點(diǎn)圖像像點(diǎn)教學(xué)進(jìn)程

在計(jì)算機(jī)上存儲圖像最普通和廣泛的形式是位圖。特點(diǎn)：適于“獲取”和“復(fù)制”，表現(xiàn)力豐富，但編輯較復(fù)雜位圖的繪制過程也即逐點(diǎn)映射的過程，與圖像的復(fù)雜程度無關(guān)。位圖的表現(xiàn)力強(qiáng)，可適于任何自然圖像，細(xì)膩、層次多、細(xì)節(jié)多。圖形面積越大，文件的字節(jié)數(shù)越多，文件的色彩越豐富，文件的字節(jié)數(shù)越多。第八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降膱D像一般是連續(xù)形式的模擬圖像，所以數(shù)字圖像處理的一個(gè)先決條件就是將連續(xù)圖像離散化，轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。圖像的數(shù)字化包括采樣和量化兩個(gè)過程，連續(xù)圖像f(x,y)經(jīng)數(shù)字化后，可以用一個(gè)離散量組成的矩陣g(i,j)（即二維數(shù)組）來表示。

圖像數(shù)字化概念

●第九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五位圖圖像的表示如果將一幅圖像分成許多個(gè)被稱為象素（Pixel）的小區(qū)域，每個(gè)象素中的灰度平均值用一個(gè)整數(shù)來表示，這便是數(shù)字信號。數(shù)字圖像是由矩陣構(gòu)成，矩陣中包含有不同的象素值。數(shù)字圖像是以一規(guī)則的數(shù)字量集合來表示的物理圖像，圖像用計(jì)算機(jī)處理必須賦予數(shù)字形式。第十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

（2）數(shù)字化采樣一般是按正方形點(diǎn)陣取樣的，除此之外還有三角形點(diǎn)陣、正六角形點(diǎn)陣取樣。如圖所示。

（3）以上是用g(i,j)的數(shù)值來表示(i,j)位置點(diǎn)上灰度級值的大小，即只反映了黑白灰度的關(guān)系，如果是一幅彩色圖像，各點(diǎn)的數(shù)值還應(yīng)當(dāng)反映色彩的變化，可用g(i,j,λ)表示，其中λ是波長。如果圖像是運(yùn)動的，還應(yīng)是時(shí)間t的函數(shù)，即可表示為g(i,j,λ,t)。

第十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

2.采樣圖像在空間上的離散化稱為采樣。也就是用空間上部分點(diǎn)的灰度值代表圖像，這些點(diǎn)稱為采樣點(diǎn)。由于圖像是一種二維分布的信息，需要先將二維信號變?yōu)橐痪S信號，再對一維信號完成采樣。具體做法:先沿垂直方向按一定間隔從上到下順序地沿水平方向直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描。而后再對一維掃描線信號按一定間隔采樣得到離散信號，即先沿垂直方向采樣，再沿水平方向采樣這兩個(gè)步驟完成采樣操作。第十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五采樣示意圖

第十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

模擬圖像經(jīng)過采樣后，在時(shí)間和空間上離散化為像素。但采樣所得的像素值（即灰度值）仍是離散量。把采樣后所得的各像素的灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像灰度的量化。圖a說明了量化過程。若連續(xù)灰度值用z來表示，對于滿足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。

一般，像素值量化后用一個(gè)字節(jié)8bit來表示。如圖所示，把由黑—灰—白的連續(xù)變化的灰度值，量化為0～255共256級灰度值，灰度值的范圍為0～255，表示亮度從深到淺，對應(yīng)圖像中的顏色為從黑到白。

3.量化第十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五量化示意圖（a）量化；(b)量化為8bit

第十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

對一幅圖像，當(dāng)量化級數(shù)Q一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)M×N對圖像質(zhì)量有著顯著的影響。如圖所示，采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯。

4.

采樣與量化的選擇第十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖2-4不同采樣點(diǎn)數(shù)對圖像質(zhì)量的影響（a）原始圖像(256×256)；（b）采樣1(128×128)；（c）采樣2(64×64)；（d）采樣3(32×32)；（e）采樣4(16×16)；（f）采樣5(8×8)第十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像的屬性2.3像素點(diǎn)、圖像分辨率、圖像深度第十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

圖像分辨率

圖像分辨率是確立組成一幅圖像的像素?cái)?shù)目，圖像分辨率用每英寸多少點(diǎn)（dotperinch—dpi）表示，指組成一幅圖像的像素密度的度量方法。對同樣大小的一幅原圖，如果數(shù)字化時(shí)圖像分辨率高，則組成該圖的像素點(diǎn)數(shù)目越多，看起來就越逼真。圖像分辨率在圖像輸入/輸出時(shí)起作用；它決定圖像的點(diǎn)陣數(shù)。而且，不同的分辨率會造成不同的圖像清晰度。

第十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五300dpi96dpi21dpi●dpi的數(shù)值越大，圖像越清晰●

分辨率的單位dpi(displaypixels/inch)每英寸顯示的點(diǎn)數(shù)dpi視覺效果清晰度絕對清晰度●圖像分辨率教學(xué)進(jìn)程第二十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五常見分辨率●●平板掃描儀：1200dpi●底片掃描儀

4800dpi●

印刷圖片普通：300dpi

高精度：600dpi●顯示器：96dpi●

顯示用圖片：96dpi●

動畫、視頻：96dpi●噴墨打印機(jī)：720～2880dpi●激光打印機(jī)：600~1200dpi教學(xué)進(jìn)程第二十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

圖像深度

也稱像素深度、或色彩深度。是指位圖中記錄每個(gè)像素點(diǎn)所占的位數(shù)，它決定了彩色圖像中可出現(xiàn)的最多顏色數(shù)，或者灰度圖像中的最大灰度等級數(shù)。圖像的色彩需用三維空間來表示，如RGB色彩空間，而色彩的空間表示法又不是唯一的，所以每個(gè)像素點(diǎn)的圖像深度的分配還與圖像所用的色彩空間有關(guān)。以最常用的RGB色彩空間為例，圖像深度與色彩的映射關(guān)系主要有真彩色、偽彩色和調(diào)配色。第二十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五在灰度圖像中，像素灰度級用8bit表示，所以每個(gè)像素都是介于黑色和白色之間的256（28=256）種灰度中的一種?；叶葓D像只有灰度顏色而沒有彩色。我們通常所說的黑白照片，其實(shí)包含了黑白之間的所有灰度色調(diào)。從技術(shù)上來說，就是具有從黑到白的256種灰度色域（Gamut）的單色圖像。

1）灰度圖像第二十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五索引顏色通常也稱為映射顏色，在這種模式下，顏色都是預(yù)先定義的，并且可供選用的一組顏色也很有限，索引顏色的圖像最多只能顯示256種顏色。一幅索引顏色圖像在圖像文件里定義，當(dāng)打開該文件時(shí)，構(gòu)成該圖像具體顏色的索引值就被讀入程序里，然后根據(jù)索引值找到最終的顏色。

4）索引圖像第二十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

真彩色：

真彩色（true-color）是指圖像中的每個(gè)像素值都分成R、G、B（紅、綠和藍(lán)）三個(gè)基色分量，每個(gè)基色分量直接決定其基色的強(qiáng)度，這樣產(chǎn)生的色彩稱為真彩色。例如圖像深度為24，用R：G：B＝8：8：8來表示色彩，則R、G、B各占用8位來表示各自基色分量的強(qiáng)度，每個(gè)基色分量的強(qiáng)度等級為28＝256種。圖像可容納224＝16M種色彩。這樣得到的色彩可以反映原圖的真實(shí)色彩，故稱真彩色。第二十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五顏色數(shù)量與顏色深度●●

顏色數(shù)量——用于表示圖像色彩的有限位二進(jìn)制數(shù)。●顏色深度——表示一個(gè)像素的二進(jìn)制位數(shù)，以bit為單位。顏色深度(bit)數(shù)值顏色數(shù)量顏色評價(jià)

1212二值(單色)圖像

42416簡單色圖像

828256基本色圖像

1621665536增強(qiáng)色圖像

2422416777216真彩色圖像

322324294967296真彩色圖像

3623668719476736真彩色圖像教學(xué)進(jìn)程第二十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五●位圖圖像●圖像由基本顯示單元“像點(diǎn)”構(gòu)成圖像像點(diǎn)8bit(28=256色)16bit(216=65536色)24bit(224=16M色)●8位圖像●16位圖像●24位圖像●

二進(jìn)制位與圖像之間存在嚴(yán)格的“位映射”關(guān)系●

像點(diǎn)由若干個(gè)二進(jìn)制位進(jìn)行描述●

二進(jìn)制位代表圖像顏色的數(shù)量●

具有位映射關(guān)系的圖叫作“位圖”●

“位圖”特指圖像教學(xué)進(jìn)程第二十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像數(shù)據(jù)的容量在掃描生成一幅圖像時(shí)，實(shí)際上就是按一定的圖像分辨率和一定的圖像深度對模擬圖片或照片進(jìn)行采樣，從而生成一幅數(shù)字化的圖像。圖像的分辨率越高、圖像深度越深，則數(shù)字化后的圖像效果越逼真、圖像數(shù)據(jù)量越大。如果是按照像素點(diǎn)及其深度映射的圖像數(shù)據(jù)大小可用下面的公式來估算：圖像數(shù)據(jù)量＝圖像的總像素×圖像深度/8（Byte）

一幅640×480、真彩色的圖像，其文件大小約為：

640×480×24/8=1MByte

在多媒體應(yīng)用中，更應(yīng)考慮好圖像容量與效果的關(guān)系。由于圖像數(shù)據(jù)量很大，因此，數(shù)據(jù)的壓縮就成為圖像處理的重要內(nèi)容之一。

圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.4第二十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像的壓縮格式1圖像數(shù)據(jù)壓縮的基本概念

數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量是非常大的，存貯時(shí)會占用大量空間，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)數(shù)碼率非常高，這對通信信道及網(wǎng)絡(luò)都造成很大壓力。因此，圖像處理的重要內(nèi)容之一就是圖像的壓縮編碼。圖像數(shù)據(jù)的壓縮基于兩點(diǎn)：

1）原始圖像信息存在著很大的冗余度，數(shù)據(jù)之間存在著相關(guān)性，如相鄰像素之間色彩的相關(guān)性等。

2）其次是因?yàn)樵诙嗝襟w系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域中，人眼是圖像信息的接收端。因此，可利用人的視覺對于邊緣急劇變化不敏感（視覺掩蓋效應(yīng)），以及人眼對圖像的亮度信息敏感、對顏色分辨率弱的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高壓縮比，而解壓縮后的圖像信號仍有著滿意的主觀質(zhì)量。第二十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五人眼對圖像的亮度信息敏感、對顏色分辨率弱

由于人眼對色彩細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)比對亮度細(xì)節(jié)的分辨能力低，若把人眼剛能分辨的黑白相間的條紋換成不同顏色的彩色條紋，那么眼睛就不再能分辨出條紋來。如圖所示，等寬的藍(lán)紅相間的彩條，藍(lán)綠相間的彩條和黑白相間的條紋比較。使眼睛逐漸遠(yuǎn)離屏幕，當(dāng)你分辨不出彩條時(shí)，黑白條還能分辨出來。

根據(jù)這個(gè)原理，利用不同的色彩空間也能壓縮圖像數(shù)據(jù)。保持亮度分量的分辨率而把彩色分量的分辨率降低，這樣并不會明顯降低圖像的質(zhì)量。實(shí)際中可以把幾個(gè)相鄰像素的色彩值當(dāng)作相同的色彩值來處理，也即用“大面積著色原理”，從而減少所需的存貯容量。第三十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五

由此發(fā)展出數(shù)據(jù)壓縮的兩類基本方法：一種是將相同的或相似的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)特征歸類，使用較少的數(shù)據(jù)量描述原始數(shù)據(jù)，達(dá)到減少數(shù)據(jù)量的目的。這種壓縮一般為無損壓縮。第二類方法是利用人眼的視覺特性有針對性地簡化不重要的數(shù)據(jù)，以減少總的數(shù)據(jù)量。這種壓縮一般為有損壓縮，只要損失的數(shù)據(jù)不太影響人眼主觀接收的效果，就可采用。

圖像壓縮的主要參數(shù)之一是圖像壓縮比。圖像壓縮比的定義與音頻數(shù)據(jù)壓縮比的定義類似，即為壓縮前的圖像數(shù)據(jù)量與壓縮后的圖像數(shù)據(jù)量之比：

第三十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五2

行程編碼

有些圖像，尤其是計(jì)算機(jī)生成的圖形往往有許多顏色相同的圖塊。在這些圖塊中，許多連續(xù)的掃描行都具有同一種顏色，或者同一掃描行上有許多連續(xù)的像素都具有相同的顏色值。在這些情況下就可以不需要存儲每一個(gè)像素的顏色值，而僅僅存儲一個(gè)像素值以及具有相同顏色的像素?cái)?shù)目。這種編碼稱為行程編碼，或稱游程編碼，常用RLE（Run-LengthEncoding）表示。

該壓縮編碼技術(shù)相當(dāng)直觀和經(jīng)濟(jì)，運(yùn)算也相當(dāng)簡單，因此解壓縮速度很快。RLE

的壓縮率的大小取決于圖像本身的特點(diǎn)。如果圖像中具有相同顏色的橫向色塊越大、這樣的圖像塊數(shù)目越多，壓縮比就越大；反之就越小。如果圖像中有大量縱向色塊，則可先把圖像旋轉(zhuǎn)90度，再用RLE壓縮，也可以得到較大的壓縮比。第三十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五3增量調(diào)制編碼

RLE編碼實(shí)際上是利用圖像的橫向坐標(biāo)間像素值的一致性壓縮坐標(biāo)數(shù)目，如果連續(xù)的像素值不完全一致則不能壓縮。自然圖像往往具有這樣的特點(diǎn)：在比較大的范圍內(nèi)，圖像的顏色雖不完全一致，但變化不大。因此，在這些區(qū)域中，相鄰像素的像素值相差很小，具有很大的相關(guān)性。在一幅圖像中，除了輪廓特別明顯的地方，大部分區(qū)域都具有這種特點(diǎn)。增量調(diào)制編碼（DeltaModulationEncoding）就是利用圖像相鄰像素值的相關(guān)性來壓縮每個(gè)像素值的位數(shù)，達(dá)到最終減少圖像存貯容量的目的。第三十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五4

霍夫曼編碼

霍夫曼編碼的基本方法是先對圖像數(shù)據(jù)掃描一遍，計(jì)算出各種像素出現(xiàn)的概率，按概率的大小指定不同長度的唯一碼字，由此得到一張?jiān)搱D像的霍夫曼碼表。編碼后的圖像數(shù)據(jù)記錄的是每個(gè)像素的碼字，而碼字與實(shí)際像素值的對應(yīng)關(guān)系記錄在碼表中。當(dāng)然，碼表是附在圖像文件中的。實(shí)際應(yīng)用中，霍夫曼編碼也常與別的編碼方法一起結(jié)合起來使用。如把霍夫曼編碼與增量調(diào)制編碼結(jié)合起來對圖像進(jìn)行編碼，得到的壓縮比要比采用單一的編碼方法所得的壓縮比高，效果更好。第三十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件結(jié)構(gòu)1圖像文件的一般結(jié)構(gòu)

一般的圖像文件結(jié)構(gòu)主要都包含有文件頭、文件體和文件尾等三部分：文件頭的主要內(nèi)容包括產(chǎn)生或編輯該圖像文件的軟件的信息以及圖像本身的參數(shù)。這些參數(shù)必須完整地描述圖像數(shù)據(jù)的所有特征，因此是圖像文件中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。當(dāng)然，根據(jù)不同的文件，有的參數(shù)是可選的，如壓縮算法，有的文件無壓縮，有的文件可選擇多種方法壓縮。

第三十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五文件尾是可選項(xiàng)，可包含一些用戶信息。有的文件格式不包括這部分內(nèi)容。由于文件體數(shù)據(jù)量較之文件頭與文件尾要大得多，而文件體中色彩變換表或調(diào)色板所占用的空間一般也比圖像數(shù)據(jù)小得多，因此圖像文件的容量一般能夠表示圖像數(shù)據(jù)的容量（壓縮或無壓縮）。文件體主要包括圖像數(shù)據(jù)以及色彩變換查找表或調(diào)色板數(shù)據(jù)。這部分是文件的主體，對文件容量的大小起決定作用。如果是真彩色圖像，則無色彩變換查找表或調(diào)色板數(shù)據(jù)，對于256色的調(diào)色板，每種顏色值用24bit表示，則調(diào)色板的數(shù)據(jù)長度為256×3（Byte）。

第三十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式

數(shù)字圖像有多種存儲格式，每種格式一般由不同的開發(fā)商支持。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和圖像應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，將會不斷有新的圖像格式出現(xiàn)。要進(jìn)行圖像處理，必須了解圖像文件的格式，即圖像文件的數(shù)據(jù)構(gòu)成。每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件頭之后才是圖像數(shù)據(jù)。文件頭的內(nèi)容由制作該圖像文件的公司決定，一般包括文件類型、文件制作者、制作時(shí)間、版本號、文件大小等內(nèi)容。各種圖像文件的制作還涉及到圖像文件的壓縮方式和存儲效率等。下面介紹幾種常見的圖像文件格式。

第三十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.41．BMP是一種與硬件設(shè)備無關(guān)的圖像文件格式，使用非常廣。它采用位映射存貯格式，除了圖像深度可選以外，不采用其它任何壓縮，因此，BMP文件所占用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選1bit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存儲數(shù)據(jù)時(shí)，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。

BMP是DOS和Windows兼容計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)Windows圖象格式。BMP格式支持RGB、索引顏色、灰度和位圖顏色模式?？梢灾付▓D象采用MicrosoftWindows或OS/2格式，并指定圖象的位深度。對于使用Windows格式的4位和8位圖象，可以指定采用RLE壓縮。

第三十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.42．GIF

CompuServe開發(fā)的圖形交換文件格式GIF（GraphicsInterchangeFormat），目的是在不同的系統(tǒng)平臺上交流和傳輸圖像。它是在Web及其他聯(lián)機(jī)服務(wù)上常用的一種文件格式，用于超文本標(biāo)記語言(HTML)文檔中的索引顏色圖像，但圖像最大不能超過64M，顏色最多為256色。GIF文件的數(shù)據(jù)是經(jīng)過壓縮的，它采用了可變長度LZW等壓縮算法。GIF的圖像深度從1bit到8bit，也即GIF最多支持256種色彩的圖像。一個(gè)特點(diǎn)是其在一個(gè)GIF文件中可以存多幅彩色圖像，如果把存于一個(gè)文件中的多幅圖像數(shù)據(jù)逐幅讀出并顯示到屏幕上，就可構(gòu)成一種最簡單的動畫。

GIF主要是為數(shù)據(jù)流而設(shè)計(jì)的一種傳輸格式，而不是作為文件的存儲格式。第三十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.42．GIF第四十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.43．JPEGJPEG(JointPhotographer’sExpertsGroup)格式即聯(lián)合圖像專家組,是由ISO和CCITT為靜態(tài)圖像所建立的第一個(gè)國際數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了解決專業(yè)攝影師所遇到的圖像信息過于龐大的問題。由于JPEG的高壓縮比和良好的圖像質(zhì)量，使得它廣泛應(yīng)用于多媒體和網(wǎng)絡(luò)程序中。JPEG和GIF成為HTML語法選用的圖像格式。

JPEG格式支持24位顏色，并保留照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細(xì)微的變化。JPEG通過有選擇地減少數(shù)據(jù)來壓縮文件大小，因?yàn)樗鼤売脭?shù)據(jù)，故JPEG壓縮為有損壓縮。較高品質(zhì)設(shè)置導(dǎo)致棄用的數(shù)據(jù)較少，但是JPEG壓縮方法會降低圖像中細(xì)節(jié)的清晰度，尤其是包含文字或矢量圖形的圖像。第四十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五1、開發(fā)的算法在圖像壓縮率方面是/或接近當(dāng)前的科學(xué)水平，圖像的保真度在較寬的壓縮范圍里的評價(jià)是“很好”、“優(yōu)秀”到與原圖像“不能區(qū)別”。

2、開發(fā)的算法可實(shí)際應(yīng)用于任何一類數(shù)字圖像源，如對圖像的大小、色彩空間、像素的長寬比、圖像的內(nèi)容、復(fù)雜程度、顏色數(shù)及統(tǒng)計(jì)特性等都不加限制。

3、對開發(fā)的算法，在計(jì)算的復(fù)雜程度方面可以調(diào)整，因而可根據(jù)性能和成本要求來選擇用軟件執(zhí)行還是用硬件執(zhí)行。

4、開發(fā)的算法包括四種編碼方式：如順序編碼、累進(jìn)編碼、無損壓縮編碼和分層編碼等。

JPEG采用對稱的壓縮算法，也即在同一系統(tǒng)環(huán)境下壓縮和解壓縮所用的時(shí)間相同。采用JPEG壓縮編碼算法壓縮的圖像，其壓縮比約為1:5至1:50，甚至更高。從實(shí)例中可以看出不同壓縮比及其壓縮效果

第四十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五第四十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.43．JPEG第四十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五4．TIFFTIFF（TagImageFileFormat）文件是由Aldus和Microsoft公司為掃描儀和桌上出版系統(tǒng)研制開發(fā)的一種較為通用的圖像文件格式。TIFF格式靈活易變，它又定義了四類不同的格式：TIFF－B適用于二值圖像；TIFF－G適用于黑白灰度圖像；TIFF－P適用于帶調(diào)色板的彩色圖像；TIFF－R適用于RGB真彩圖像。TIFF支持多種編碼方法，其中包括RGB無壓縮、RLE壓縮及JPEG壓縮等。

標(biāo)記圖像文件格式TIF(TagImageFileFormat)，是現(xiàn)存圖像文件格式中最復(fù)雜的一種，它提供存儲各種信息的完備的手段，可以存儲專門的信息而不違反格式宗旨，是目前流行的圖像文件交換標(biāo)準(zhǔn)之一。TIF格式文件的設(shè)計(jì)考慮了擴(kuò)展性、方便性和可修改性。因此非常復(fù)雜，導(dǎo)致文件很大,讀寫速度也很慢。但TIF是排版印刷時(shí)常用的文件格式，TIF被所有繪畫、圖象編輯和頁面排版應(yīng)用程序所支持，。而且?guī)缀跛凶烂鎾呙鑳x都可以生成TIF圖象。第四十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量2.45．PCXPCX文件采用RLE行程編碼，文件體中存放的是壓縮后的圖像數(shù)據(jù)。因此，將采集到的圖像數(shù)據(jù)寫成PCX文件格式時(shí)，要對其進(jìn)行RLE編碼；而讀取一個(gè)PCX文件時(shí)首先要對其進(jìn)行RLE解碼，才能進(jìn)一步顯示和處理。

PCX文件格式由ZSoft公司設(shè)計(jì),最早使用的圖像文件格式之一。PCX支持256種顏色，不如TIF等格式功能強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)較簡單，存取速度快，壓縮比適中，適合于一般軟件的使用。PCX格式支持RGB、索引顏色、灰度和位圖顏色模式，但不支持alpha通道。PCX支持RLE壓縮方法，圖像顏色的位數(shù)可以是1、4、8或24。第四十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五2.4圖像文件的格式與數(shù)據(jù)量●數(shù)字化圖像以文件的形式存在，文件擴(kuò)展名有嚴(yán)格的約定,不要修改文件格式文件擴(kuò)展名分辨率顏色深度說明BITMAPbmp、dib、rle任意32bitWindows及OS/2用位圖EMFemf任意24bit增強(qiáng)圖元文件GIFgif96dpi8bit256索引顏色JPEGjpg、jpe任意32bitJPEG壓縮文件PCDpcd任意32bitKodak照片CD文件PSDpsd任意24bitPhotoshop圖層文件TARGAtga96dpi32bit視頻單幀圖像文件TIFFtif任意24bit通用圖像文件WMFwmf96dpi24bitWindows的剪貼畫文件教學(xué)進(jìn)程第四十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期五●A4幅面(橫)24bit彩色300dpi分辨率圖像數(shù)據(jù)量對比.jpg