五種經常使用的圖片格式及其是否有數據壓縮的總結

五種經常使用的圖片格式及其是否有數據壓縮的總結

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聲明：引用請註明出處http://blog.csdn.net/lg1259156776/

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說明：本文主要介紹五種最多見和最經常使用的圖像格式：BMP，PNG，JPEG，JPEG200，以及GIF。在進行圖像處理相關應用以前第一步首先是可以讀取這些圖像文件，雖然不少開發工具支持庫好比OpenCV等已經幫助節省了這些工做的麻煩，便利的同時也使得開發人員再也不熟悉這些基本的圖像格式。本文的做用就在於將這五種經常使用的圖像格式進行分條敘述，方便查閱。

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內容借鑑主流圖片格式介紹。

BMP圖像文件格式：無壓縮

　　BMP是一種與硬件設備無關的圖像文件格式，使用很是廣。它採用位映射存儲格式，除了圖像深度可選之外，不採用其餘任何壓縮，所以，BMP文件所佔用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存儲數據時，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。
　　因爲BMP文件格式是Windows環境中交換與圖有關的數據的一種標準，所以在Windows環境中運行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。它是包括Windows在內多種操做系統圖像展示的終極形式，可以被多種Windows應用程序所支持。隨着Windows操做系統的流行與豐富的 Windows應用程序的開發，BMP位圖格式理所固然地被普遍應用。這種格式的特色是包含的圖像信息較豐富，BMP不進行壓縮，並能夠直接還原16進制和二進制代碼，但由此致使了它與生俱生來的缺點–佔用磁盤空間過大。因此，目前BMP在單機上比較流行。網絡上使用很是少。
　　典型的BMP圖像文件由三部分組成：位圖文件頭數據結構，它包含BMP圖像文件的類型、顯示內容等信息；位圖信息數據結構，它包含有BMP圖像的寬、高、壓縮方法，以及定義顏色等信息。

PNG圖像文件格式：無損壓縮

　　PNG(Portable Networf Graphics)的原名稱爲」可移植性網絡圖像」，是網上接受的最新圖像文件格式。PNG可以提供長度比GIF小30％的無損壓縮圖像文件。它同時提供 24位和48位真彩色圖像支持以及其餘諸多技術性支持。因爲PNG很是新，因此目前並非全部的程序均可以用它來存儲圖像文件，Photoshop不但能夠處理PNG圖像文件，也能夠用PNG圖像文件格式存儲。
PNG是20世紀90年代中期開始開發的圖像文件存儲格式，其目的是企圖替代GIF和TIFF文件格式，同時增長一些GIF文件格式所不具有的特性。流式網絡圖形格式(Portable Network Graphic Format，PNG)名稱來源於非官方的「PNG’s Not GIF」，是一種位圖文件(bitmap file)存儲格式，讀成「ping」。PNG用來存儲灰度圖像時，灰度圖像的深度可多到16位，存儲彩色圖像時，彩色圖像的深度可多到48位，而且還可存儲多到16位的α通道數據。PNG使用從LZ77派生的無損數據壓縮算法。
　　PNG文件格式保留GIF文件格式的下列特性：
　　使用彩色查找表或者叫作調色板可支持256種顏色的彩色圖像。
　　流式讀/寫性能(streamability)：圖像文件格式容許連續讀出和寫入圖像數據，這個特性很適合於在通訊過程當中生成和顯示圖像。
　　逐次逼近顯示(progressive display)：這種特性可以使在通訊鏈路上傳輸圖像文件的同時就在終端上顯示圖像，把整個輪廓顯示出來以後逐步顯示圖像的細節，也就是先用低分辨率顯示圖像，而後逐步提升它的分辨率。
　　透明性(transparency)：這個性能可以使圖像中某些部分不顯示出來，用來建立一些有特點的圖像。

GIF文件格式：無損壓縮

　　GIF(Graphics Interchange Format)的原義是」圖像互換格式」，是CompuServe公司在 1987年開發的圖像文件格式。GIF文件的數據，是一種基於LZW算法的連續色調的無損壓縮格式。其壓縮率通常在50％左右，它不屬於任何應用程序。目前幾乎全部相關軟件都支持它，公共領域有大量的軟件在使用GIF圖像文件。
　　GIF圖像文件的數據是通過壓縮的，並且是採用了可變長度等壓縮算法。因此GIF的圖像深度從lbit到8bit，也即GIF最多支持256種色彩的圖像。GIF格式的另外一個特色是其在一個GIF文件中能夠存多幅彩色圖像，若是把存於一個文件中的多幅圖像數據逐幅讀出並顯示到屏幕上，就可構成一種最簡單的動畫。
　　GIF解碼較快，由於採用隔行存放的GIF圖像，在邊解碼邊顯示的時候可分紅四遍掃描。第一遍掃描雖然只顯示了整個圖像的八分之一，第二遍的掃描後也只顯示了1／4，但這已經把整幅圖像的概貌顯示出來了。在顯示GIF圖像時，隔行存放的圖像會給您感受到它的顯示速度彷佛要比其餘圖像快一些，這是隔行存放的優勢。
分爲靜態GIF和動畫GIF兩種，支持透明背景圖像，適用於多種操做系統，」體型」很小，網上不少小動畫都是GIF格式。其實GIF是將多幅圖像保存爲一個圖像文件，從而造成動畫，因此歸根到底GIF仍然是圖片文件格式。
儘管GIF圖像有這樣那樣的缺點，但這種格式仍在網絡上大行其道，這和GIF圖像文件短小、下載速度快、可用許多具備一樣大小的圖像文件組成動畫等優點是分不開的。

JPEG文件格式：有損壓縮之DCT

　　JPEG是Joint Photographic EXPerts Group(聯合圖像專家組)的縮寫，文件後輟名爲」．jpg」或」．jpeg」，是最經常使用的圖像文件格式，由一個軟件開發聯合會組織制定，是一種有損壓縮格式，可以將圖像壓縮在很小的儲存空間，圖像中重複或不重要的資料會被丟失，所以容易形成圖像數據的損傷。尤爲是使用太高的壓縮比例，將使最終解壓縮後恢復的圖像質量明顯下降，若是追求高品質圖像，不宜採用太高壓縮比例。可是JPEG壓縮技術十分先進，它用有損壓縮方式去除冗餘的圖像數據，在得到極高的壓縮率的同時能展示十分豐富生動的圖像，換句話說，就是能夠用最少的磁盤空間獲得較好的圖像品質。並且 JPEG是一種很靈活的格式，具備調節圖像質量的功能，容許用不一樣的壓縮比例對文件進行壓縮，支持多種壓縮級別，壓縮比率一般在10：1到40：1之間，壓縮比越大，品質就越低；相反地，壓縮比越小，品質就越好。好比能夠把1．37Mb的BMP位圖文件壓縮至20．3KB。固然也能夠在圖像質量和文件尺寸之間找到平衡點。JPEG格式壓縮的主要是高頻信息，對色彩的信息保留較好，適合應用於互聯網，可減小圖像的傳輸時間，能夠支持24bit真彩色，也廣泛應用於須要連續色調的圖像。
　　JPEG格式是目前網絡上最流行的圖像格式，是能夠把文件壓縮到最小的格式，在 Photoshop軟件中以JPEG格式儲存時，提供11級壓縮級別，以0—10級表示。其中0級壓縮比最高，圖像品質最差。即便採用細節幾乎無損的10 級質量保存時，壓縮比也可達 5：1。以BMP格式保存時獲得4．28MB圖像文件，在採用JPG格式保存時，其文件僅爲178KB，壓縮比達到24：1。通過屢次比較，採用第8級壓縮爲存儲空間與圖像質量兼得的最佳比例。
　　JPEG格式的應用很是普遍，特別是在網絡和光盤讀物上，都能找到它的身影。目前各種瀏覽器均支持JPEG這種圖像格式，由於JPEG格式的文件尺寸較小，下載速度快。
　　

JPEG2000文件格式：有損和無損壓縮之離散小波變換　　

JPEG2000做爲JPEG的升級版，其壓縮率比JPEG高約30％左右，同時支持有損和無損壓縮。JPEG2000格式有一個極其重要的特徵在於它能實現漸進傳輸，即先傳輸圖像的輪廓，而後逐步傳輸數據，不斷提升圖像質量，讓圖像由朦朧到清晰顯示。此外，JPEG2000還支持所謂的」感興趣區域」 特性，能夠任意指定影像上感興趣區域的壓縮質量，還能夠選擇指定的部分先解壓縮。

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2015-10-12 藝少