【文章內(nèi)容簡介】 壓縮格式。其壓縮率一般在 50％左右，它不屬于任何應(yīng)用程序。目前幾乎所有相關(guān)軟件都支持它，公共領(lǐng)域有大量的軟件在使用 GIF 圖像文件。　　GIF 圖像文件的數(shù)據(jù)是經(jīng)過壓縮的，而且是采用了可變長度等壓縮算法。所以 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(dòng)畫。GIF 解碼較快，因?yàn)椴捎酶粜写娣诺?GIF 圖像，在邊解碼邊顯示的時(shí)候可分成四遍掃描。第一遍掃描雖然只顯示了整個(gè)圖像的八分之一，第二遍的掃描后也只顯示了 1/4，已經(jīng)把整幅圖像的概貌顯示出來了。在顯示 GIF 圖像時(shí)，隔行存放的圖像會給您感覺到它的顯示速度似乎要比其他圖像快一些，這是隔行存放的優(yōu)點(diǎn)。(5) JPEG 文件格式　 JPEG 是 joint Photographic Experts Group(聯(lián)合圖像專家組)的縮寫，文件后輟名為． jpg或．jpeg，是最常用的圖像文件格式，由一個(gè)軟件開發(fā)聯(lián)合會組織制定，是一種有損壓縮格式，能夠?qū)D像壓縮在很小的儲存空間，圖像中重復(fù)或不重要的資料會被丟失，因此容易造成圖像數(shù)據(jù)的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例，將使最終解壓縮后恢復(fù)的圖像質(zhì)量明顯降低，如果追求高品質(zhì)圖像，不宜采用過高壓縮比例。但是 JPEG 壓縮技術(shù)十分先進(jìn)，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù)，在獲得極高的壓縮率的同時(shí)能展現(xiàn)十分豐富生動(dòng)的圖像，換句話說，就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像品質(zhì)。而且 JPEG 是一種很靈活的格式，具有調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的功能，允許用不同的壓縮比例對文件進(jìn)行壓縮，支持多種壓縮級別，壓縮比率通常在 10：1 到 40：1 之間，壓縮比越大，品質(zhì)就越低；相反地，壓縮比越小，品質(zhì)就越好。比如可以把 1．37Mb 的 BMP 位圖文件壓縮至 20．3KB。當(dāng)然也可以在圖像質(zhì)量和文件尺寸之間找到平衡點(diǎn)。 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(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)，可減少圖像的傳輸時(shí)間，可以支持 24bit 真彩色，也普遍應(yīng)用于需要連續(xù)色調(diào)的圖像?！　PEG 格式是目前網(wǎng)絡(luò)上最流行的圖像格式，是可以把文件壓縮到最小的格式，在 Photoshop 軟件中以 JPEG 格式儲存時(shí)，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(zhì)最差。即使采用細(xì)節(jié)幾乎無損的 10 級質(zhì)量保存時(shí)，壓縮比也可達(dá) XX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文45：1。以 BMP 格式保存時(shí)得到 4．28MB 圖像文件，在采用 JPG 格式保存時(shí)，其文件僅為 178KB，壓縮比達(dá)到 24：1。經(jīng)過多次比較，采用第 8 級壓縮為存儲空間與圖像質(zhì)量兼得的最佳比例?！　PEG 格式的應(yīng)用非常廣泛，特別是在網(wǎng)絡(luò)和光盤讀物上，都能找到它的身影。目前各類瀏覽器均支持 JPEG 這種圖像格式，因?yàn)?JPEG 格式的文件尺寸較小，下載速度快?！　PEG2022 作為 JPEG 的升級版，其壓縮率比 JPEG 高約 30％左右，同時(shí)支持有損和無損壓縮。JPEG2022 格式有一個(gè)極其重要的特征在于它能實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)傳輸，即先傳輸圖像的輪廓，然后逐步傳輸數(shù)據(jù)，不斷提高圖像質(zhì)量，讓圖像由朦朧到清晰顯示。此外，JPEG2022 還支持所謂的 感興趣區(qū)域 特性，可以任意指定影像上感興趣區(qū)域的壓縮質(zhì)量，還可以選擇指定的部分先解壓縮。JPEG2022 和 JPEG 相比優(yōu)勢明顯，且向下兼容，因此可取代傳統(tǒng)的 JPEG 格式。JPEG2022 即可應(yīng)用于傳統(tǒng)的 JPEG 市場，如掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等，又可應(yīng)用于新興領(lǐng)域，如網(wǎng)路傳輸、無線通訊等等。(6) TGA 格式TGA 格式 (Tagged Graphics)是由美國 Truevision 公司為其顯示卡開發(fā)的一種圖像文件格式，文件后綴為．tga，已被國際上的圖形、圖像工業(yè)所接受。TGA 的結(jié)構(gòu)比較簡單，屬于一種圖形、圖像數(shù)據(jù)的通用格式，在多媒體領(lǐng)域有很大影響，是計(jì)算機(jī)生成圖像向電視轉(zhuǎn)換的一種首選格式。TGA 圖像格式最大的特點(diǎn)是可以做出不規(guī)則形狀的圖形、圖像文件，一般圖形、圖像文件都為四方形，若需要有圓形、菱形甚至是縷空的圖像文件時(shí)，TGA 可就派上用場了。TGA 格式支持壓縮，使用不失真的壓縮算法。(7) EXIF 格式EXIF 的格式是 1994 年富士公司提倡的數(shù)碼相機(jī)圖像文件格式，其實(shí)與 JPEG 格式相同，區(qū)別是除保存圖像數(shù)據(jù)外，還能夠存儲攝影日期、使用光圈、快門、閃光燈數(shù)據(jù)等曝光資料和附帶信息以及小尺寸圖像。(8) FPX 圖像文件格式FPX 圖像文件格式(擴(kuò)展名為 fpx)是由柯達(dá)、微軟、HP 及 Live PictureInc 聯(lián)合研制，并于 1996 年 6 月正式發(fā)表，F(xiàn)PX 是一個(gè)擁有多重分辨率的影像格式，即影像被儲存成一系列高低不同的分辨率，這種格式的好處是當(dāng)影像被放大時(shí)仍可維持影像的質(zhì)素，另外，當(dāng)修飾 FPX 影像時(shí)，只會處理被修飾的部分，不會把整幅影像一并處理，從而減小處理器及記憶體的負(fù)擔(dān)，使影像處理時(shí)間減少。(9) PNG 圖像文件格式PNG(Portable Network Graphics)的原名稱為可移植性網(wǎng)絡(luò)圖像，是網(wǎng)上接受的最新圖像文件格式。PNG 能夠提供長度比 GIF 小 30％的無損壓縮圖像文件。它同時(shí)提供 24位和 48 位真彩色圖像支持以及其他諸多技術(shù)性支持。由于 PNG 非常新，所以目前并不是所有的程序都可以用它來存儲圖像文件，但 Photoshop 可以處理 PNG 圖像文件，也可以用 PNG 圖像文件格式存儲。還有如 SVG、PSD、CDR、PCD、DXF 、UFO、EPS 等一些不常見的圖像文件格式基于 MATLAB 的圖像銳化算法研究與仿真5在這就不做一一介紹了。 數(shù)字圖像處理 數(shù)字圖像處理概述數(shù)字圖像處理(digital image processing)是用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理的一門技術(shù)，使利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行各種處理的技術(shù)和方法。　　20 世紀(jì) 20 年代，圖像處理首次得到應(yīng)用。20 世紀(jì) 60 年代中期，隨電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展得到普遍應(yīng)用。60 年代末，圖像處理技術(shù)不斷完善，逐漸成為一個(gè)新興的學(xué)科。利用數(shù)字圖像處理主要是為了修改圖形，改善圖像質(zhì)量，或是從圖像中提起有效信息，還有利用數(shù)字圖像處理可以對圖像進(jìn)行體積壓縮，便于傳輸和保存。數(shù)字圖像處理主要研究以下內(nèi)容：傅立葉變換、小波變換等各種圖像變換；對圖像進(jìn)行編碼和壓縮；采用各種方法對圖像進(jìn)行復(fù)原和增強(qiáng)；對圖像進(jìn)行分割、描述和識別等。隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理主要應(yīng)用于通訊技術(shù)、宇宙探索遙感技術(shù)和生物工程等領(lǐng)域。 　　數(shù)字圖像處理因易于實(shí)現(xiàn)非線性處理，處理程序和處理參數(shù)可變，故是一項(xiàng)通用性強(qiáng)，精度高，處理方法靈活，信息保存、傳送可靠的圖像處理技術(shù)。主要用于圖像變換、量測、模式識別、模擬以及圖像產(chǎn)生。廣泛應(yīng)用在遙感、宇宙觀測、影像醫(yī)學(xué)、通信、刑偵及多種工業(yè)領(lǐng)域。遙感影像數(shù)字圖像處理的內(nèi)容主要有：① 圖像恢復(fù)。即校正在成像、記錄、傳輸或回放過程中引入的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、噪聲與畸變。包括輻射校正、幾何校正等；② 數(shù)據(jù)壓縮。以改進(jìn)傳輸、存儲和處理數(shù)據(jù)效率；③ 影像增強(qiáng)。突出數(shù)據(jù)的某些特征，以提高影像目視質(zhì)量。包括彩色增強(qiáng)、反差增強(qiáng)、邊緣增強(qiáng)、密度分割、比值運(yùn)算、去模糊等；④ 信息提取。從經(jīng)過增強(qiáng)處理的影像中提取有用的遙感信息。包括采用各種統(tǒng)計(jì)分析、集群分析、頻譜分析等自動(dòng)識別與分類。通常利用專用數(shù)字圖像處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，且依據(jù)目的不同采用不同算法和技術(shù)。 數(shù)字圖像處理發(fā)展概況數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行處理的過程。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 50年代，當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開始利用計(jì)算機(jī)來處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于 20 世紀(jì) 60 年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中，輸入的是質(zhì)量低的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)XX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6原、編碼、壓縮等。首次獲得實(shí)際成功應(yīng)用的是美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL) 。他們對航天探測器徘徊者 7號在 1964 年發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌褂昧藞D像處理技術(shù)，如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進(jìn)行處理，并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響，由計(jì)算機(jī)成功地繪制出月球表面地圖，獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進(jìn)行更為復(fù)雜的圖像處理，以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖，獲得了非凡的成果，為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也推動(dòng)了數(shù)字圖像處理這門學(xué)科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù)，如對火星、土星等星球的探測研究中，數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。數(shù)字圖像處理取得的另一個(gè)巨大成就是在醫(yī)學(xué)上獲得的成果。1972 年英國 EMI 公司工程師 Housfield 發(fā)明了用于頭顱診斷的 X 射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，也就是我們通常所說的 CT(Computer Tomograph)。CT 的基本方法是根據(jù)人的頭部截面的投影，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理來重建截面圖像，稱為圖像重建。1975 年 EMI 公司又成功研制出全身用的 CT 裝置，獲得了人體各個(gè)部位鮮明清晰的斷層圖像。1979 年，這項(xiàng)無損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，說明它對人類作出了劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就，屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測、機(jī)器人視覺、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等，使圖像處理成為一門引人注目、前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展，從 70 年代中期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開始研究如何用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像，實(shí)現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界，這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺。很多國家，特別是發(fā)達(dá)國家投入更多的人力、物力到這項(xiàng)研究，取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是 70 年代末 MIT 的 Marr 提出的視覺計(jì)算理論，這個(gè)理論成為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進(jìn)展，但它本身是一個(gè)比較難的研究領(lǐng)域，存在不少困難，因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少，因此計(jì)算機(jī)視覺是一個(gè)有待人們進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域。 數(shù)字圖像處理主要研究內(nèi)容數(shù)字圖像處理主要研究內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 1) 圖像變換由于圖像陣列很大，直接在空間域中進(jìn)行處理，涉及計(jì)算量很大。因此，往往采用各種圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等間接處理技術(shù)，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域處理，不僅可減少計(jì)算量，而且可獲得更有效的處理(如傅立葉變換可在頻域中進(jìn)行數(shù)字濾波處理)。目前新興研究的小波變換在時(shí)域和頻域中都具有良好的局部化特性，它在圖像處理中也有著廣泛而有效的應(yīng)用。2) 圖像編碼壓縮圖像編碼壓縮技術(shù)可減少描述圖像的數(shù)據(jù)量(即比特?cái)?shù))，以便節(jié)省圖像傳輸、處理時(shí)間和減少所占用的存儲器容量。壓縮可以在不失真的前提下獲得，也可以在允許的失真條件下進(jìn)行。編碼是壓縮技術(shù)中最重要的方法，它在圖像處理技術(shù)中是基于 MATLAB 的圖像銳化算法研究與仿真7發(fā)展最早且比較成熟的技術(shù)。 3) 圖像增強(qiáng)和復(fù)原圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。圖像增強(qiáng)不考慮圖像降質(zhì)的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強(qiáng)化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細(xì)節(jié)明顯；如強(qiáng)化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復(fù)原要求對圖像降質(zhì)的原因有一定的了解，一般講應(yīng)根據(jù)降質(zhì)過程建立 降質(zhì)模型 ，再采用某種濾波方法，恢復(fù)或重建原來的圖像。 4) 圖像分割圖像分割是數(shù)字圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一。圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來，其有意義的特征有圖像中的邊緣、區(qū)域等，這是進(jìn)一步進(jìn)行圖像識別、分析和理解的基礎(chǔ)。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區(qū)域分割的方法，但還沒有一種普遍適用于各種圖像的有效方法。因此，對圖像分割的研究還在不斷深入之中，是目前圖像處理中研究的熱點(diǎn)之一。 5) 圖像描述是圖像識別和理解的必要前提。作為最簡單的二值圖像可采用其幾何特性描述物體的特性，一般圖像的描述方法采用二維形狀描述，它有邊界描述和區(qū)域描述兩類方法。對于特殊的紋理圖像可采用二維紋理特征描述。隨著圖像處理研究的深入發(fā)展，已經(jīng)開始進(jìn)行三維物體描述的研究，提出了體積描述、表面描述、廣義圓柱體描述等方法。 6) 圖像分類( 識別)圖像分類 (識別)屬于模式識別的范疇，其主要內(nèi)容是圖像經(jīng)過某些預(yù)處理( 增強(qiáng)、復(fù)原、壓縮)后，進(jìn)行圖像分割和特征提取，從而進(jìn)行判決分類。圖像分類常采用經(jīng)典的模式識別方法，有統(tǒng)計(jì)模式分類和句法(結(jié)構(gòu))模式分類，近年來新發(fā)展起來的模糊模式識別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類在圖像識別中也越來越受到重視。 數(shù)字圖像處理的基本特點(diǎn)(1) 目前，數(shù)字圖像處理的信息大多是二維信息，處理信息量很大。如一幅 256256低分辨率黑白圖像，要求約 64kbit 的數(shù)據(jù)量；對高分辨率彩色 512512 圖像，則要求768kbit 數(shù)據(jù)量；如果要處理 30 幀/秒的電視圖像序列，則每秒要求 500kbit～ 數(shù)據(jù)量。因此對計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度、存儲容量等要求較高 [2]。(2) 數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬。與語言信息相比，占用的頻帶要大幾個(gè)數(shù)量級。如電視圖像的