【導(dǎo)讀】人類感知客觀世界有70％的信息是由視覺(jué)獲取的。圖形、圖像和視頻是人類最容易接受的一。種形象化的信息。圖形、圖像的最大特點(diǎn)是直觀可見(jiàn)、形象生動(dòng)。具有文本和聲音所不可比擬的。數(shù)字圖像處理是一門(mén)相對(duì)年輕的學(xué)科，但隨著計(jì)算機(jī)理論和應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，在短短。的歷史中，數(shù)字圖像處理技術(shù)取得了驚人的進(jìn)步，廣泛應(yīng)用于科技、教育、商業(yè)和藝術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)實(shí)世界中，大自然賦予萬(wàn)物以絢麗的色彩，給人們以美的感受。顏色是圖像至關(guān)重要的組。1672年牛頓用三棱鏡將太陽(yáng)光分解成紅、橙、德就是這樣認(rèn)為的），而彩色光是一種不知何故發(fā)生變化的光。為了驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)，牛頓把一面三棱鏡放在陽(yáng)光。認(rèn)為那是不正常的。物體受光線照射后，產(chǎn)生光的分解現(xiàn)象。所以，顏色和光有密切關(guān)系，同時(shí)還與被光照射的物體有關(guān)，并與觀察。將光譜中不能再分解的色光稱為單色光，由單色光混合而成的光稱為復(fù)色光。比如當(dāng)紅色加進(jìn)白光后，由于飽和度降低，紅色被沖淡成粉紅色。

　　

【正文】 壓縮：試驗(yàn)表明，經(jīng)壓縮 25 倍還原后的彩色圖像與原圖相比，對(duì)于非行家來(lái)說(shuō)很難加以區(qū)別。 指針 P指向了重復(fù)字符串“abc”，所以，當(dāng)再次出現(xiàn)相同字符串時(shí)，則輸出指針 P。 15 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(shuō)，就是可以用最少的磁盤(pán)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(duì)文件進(jìn)行壓縮，支持多種壓縮級(jí)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。在 Photoshop 軟件中以 JPEG 格式儲(chǔ)存時(shí)，提供 11 級(jí)壓縮級(jí)別，以 0— 10 級(jí)表示。其中 0 級(jí)壓縮比最高，圖像品質(zhì)最差。即使采用細(xì)節(jié)幾乎無(wú)損的 10 級(jí)質(zhì)量保存時(shí)，壓縮比也可達(dá) 5： 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(guò)多次比較，采用第 8 級(jí)壓縮為存儲(chǔ)空間與圖像質(zhì)量兼得的最佳比例。 JPEG 格式壓縮的主要是高頻信息，對(duì)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。 JPEG 格式的應(yīng)用非常廣泛，特別是在網(wǎng)絡(luò)和光盤(pán)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。 JPEG2020 是 JPEG 的升級(jí)版， 它放棄了 JPEG 所采用的離散余弦變換為主的區(qū)塊編碼 方式，而采用小波變換為主的解析編碼方式。 JPEG2020 主要特點(diǎn)如下： 1） 在具有和傳統(tǒng) JPEG 類似質(zhì)量的前提下， JPEG2020 的壓縮率比 JPEG 高 20%40%左右。也就是說(shuō)，假如有一天我們的 JPEG 圖片全部換成 JPEG2020 編碼方式，在同樣的網(wǎng)絡(luò)帶寬下，我們的對(duì)于圖片下載的等待時(shí)間將大大縮短。 2） JPEG2020 既支持有損壓縮，也支持無(wú)損壓縮方式。而 JPEG 只能做到有損壓縮，壓縮后數(shù)據(jù)不能還原。因此 JPEG2020 在保存不可以丟失原始信息，而又強(qiáng)調(diào)較小的圖象文檔尺寸的情況下能扮演很重要的角色。 3） JPEG2020 可以方便地實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式傳輸 （ progressive transmission） ，這是 JPEG2020 的重要特征之一。它先傳輸圖像的大體輪廓，然后逐步傳輸其他數(shù)據(jù)，不斷地提高圖像質(zhì)量。這樣圖象就由朦朧到清晰顯示出來(lái)，從而節(jié)約、充分利用有限的帶寬。而傳統(tǒng)的 JPEG 無(wú)法做到這一點(diǎn)， 16 只能是從上到下逐行顯示。 4） JPEG2020 另外一個(gè)非常有趣而又實(shí)用的特征，就是它 支持所謂的 感興趣區(qū)域 （ region of interest） 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。在有些情況下，圖像中只有一小塊區(qū)域?qū)τ脩羰怯杏玫模瑢?duì)這些區(qū)域，采用低壓縮比，而感興趣區(qū)域之外采用高壓縮比，在保證不丟失重要信息的同時(shí)，又能有效地壓縮數(shù)據(jù)量，這就是基于感興趣區(qū)域的編碼方案所采取的壓縮策略。其優(yōu)點(diǎn)在于它結(jié)合了接收方對(duì)壓縮的主觀需求，實(shí)現(xiàn)了交互式壓縮 。 六、圖像文件的格式 對(duì)于圖形圖像文件來(lái)說(shuō)，由于存儲(chǔ)的內(nèi)容和壓縮方式的不同，其文件格式也就不同，每一種格式都有其特點(diǎn)和用途。在選擇輸出圖像文件格式時(shí)，應(yīng)考慮圖像的用途以及圖像文件格式對(duì)圖像數(shù)據(jù)類型的要求。 BMP 格式 BMP 是一種與硬 件設(shè)備無(wú)關(guān)的圖像文件格式，使用非常廣。它采用位映射存儲(chǔ)格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，因此， BMP 文件所占用的空間很大。 BMP 文件格式是 Windows環(huán)境中交換與圖 像 有關(guān)的數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)，因此在 Windows 環(huán)境中運(yùn)行的圖形圖像軟件都支持 BMP 圖像格式。 JPEG 格式 JPEG 是 圖像專家聯(lián)合組 (Joint Photographic Experts GROUP)制訂的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，是基于 DCT 壓縮算法進(jìn)行存儲(chǔ)的圖像文件格式，其壓縮技術(shù)十分先進(jìn)，它是使用有損壓縮方式去除冗余的圖像和彩色數(shù)據(jù)，但 是這種損失很小，以至于人們很難察覺(jué)。用戶可以根據(jù)自己的需要選擇 JPEG 文件的壓縮比，當(dāng)壓縮比高達(dá) 48： 1 時(shí)，仍可以保持很好的圖像效果。 JPEG 圖像文件格式是目前應(yīng)用范圍最 廣泛的一種圖像文件格式 。 GIF 格式 GIF 格式的特點(diǎn)是壓縮比高，磁盤(pán)空間占用較少，所以這種圖像格式迅速得到了廣泛的應(yīng)用。 目前，在多媒體制作和網(wǎng)頁(yè)制作中經(jīng)常用到這種格式的文件。 GIF 格式己成為主頁(yè)圖片的標(biāo)準(zhǔn)格式，除了其文件較小，可以減少下載時(shí)間外，另外有 3 個(gè)主要特點(diǎn)： ? 交錯(cuò)顯示。圖像在下載時(shí)最初以低分辨率顯示，讓用戶看到模糊圖像的全貌 ，隨著下載的進(jìn)行，逐漸達(dá)到高分辨率顯示，這樣可以避免用戶等待圖像下載過(guò)程的枯燥乏味。 ? 透明。 GIF 圖像允許將畫(huà)面的某一種顏色設(shè)置為“透明”。這種特性可以為圖像畫(huà)面的主 17 體重新選擇背景。 ? 動(dòng)畫(huà)效果。 GIF 文件格式允許在一個(gè)文件中放置多幅畫(huà)面，隨著幾幅畫(huà)面的連續(xù)顯示就形成了簡(jiǎn)單的動(dòng)面效果。 PSD 格式 PSD 格式 是著名是 Adobe 公司開(kāi)發(fā)的圖像處理軟件 PhotoShop 中自帶的標(biāo)準(zhǔn)文件格式，是Photoshop 的默認(rèn)文件格式，它支持 Photoshop 的所有功能，能保存沒(méi)有合并的圖層、通道和蒙版等信息，以便于下 次打開(kāi)文件時(shí)可以修改上一次的設(shè)計(jì)。在 PhotDshop 所支持的各種圖像格式中，PSD 的存取速度比其它格式快很多，功能也很強(qiáng)大。缺點(diǎn)是很少有其他圖像軟件能讀取這種格式，且存盤(pán)容量較大。 TIFF 格式 TIFF 格式的特點(diǎn)是圖像格式復(fù)雜、存儲(chǔ)信息多。正因?yàn)樗鎯?chǔ)的圖像細(xì)微層次的信息非常多，圖像的質(zhì)量也得以提高，故而非常有利于原稿的復(fù)制。如果想打印圖片， TIFFF 則是最佳的圖像格式。 TIPF 的存儲(chǔ)格式可以壓縮也可以不壓縮，壓縮的方法也不只一種。 TIFF 不依賴于操作環(huán)境，具有可移植性。它不僅可作為圖像信息交換的 有效媒介，更可作為圖像編輯程序的基本內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，具有多用 性。 TIFF 文件格式支持從單色到 32 位真彩色的所有圖像；適用于多種操作平臺(tái)和多種機(jī)型，如 PC機(jī)和蘋(píng)果 Macintosh 多種數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)方式等 ，幾乎所有的繪畫(huà)、圖像編輯和頁(yè)面排版程序都支持 TIFF 格式。 TGA格式 TGA 格式 (Tagged Graphics)是由美國(guó) Truevision 公司為其顯示卡開(kāi)發(fā)的一種圖像文件格式，文件后綴為“． tga”，已被國(guó)際上的圖形、圖像工業(yè)所接受。 TGA的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)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。 在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使用三維軟件制作出來(lái)的圖像可以利用 TGA 格式的優(yōu)勢(shì)，在圖像內(nèi)部生成一個(gè) Alpha（通道） 。 PNG 格式 PNG 格式 是一種新興的網(wǎng)絡(luò)圖像格式，它 吸取 了 GIF 和 JPEG兩者的優(yōu)點(diǎn) 。 它具有存儲(chǔ)形式豐富的特點(diǎn)，采用無(wú)損壓縮方式來(lái)減小文件；它的另外一大特點(diǎn)是顯示速度快，只需下載 1／ 64的圖像信息就可以顯示出低分辨率的預(yù)覽圖像。大名鼎鼎的 Macramedia 公司的 Fireworks 默認(rèn) 格式就是 PNG。 越來(lái)越多的軟件開(kāi)始支持這一格式，而且在網(wǎng)絡(luò) 上也開(kāi)始流行，大有后來(lái)者居上之勢(shì)，遺憾的是，目前它還不支持動(dòng)畫(huà)。