圖像處理技術之圖像分辨率與壓縮基本知識


一 圖像分辨率

數碼圖像有兩大類,一類是矢量圖,也叫向量圖;另一類是點陣圖,也叫位圖。矢量圖比較簡單,它是由大量數學方程式創建的,其圖形是由線條和填充顏色的塊面構成的,而不是由像素組成的,對這種圖形進行放大和縮小,不會引起圖形失真。

圖像分辨率(DPI):

圖像分辨率是指每英寸圖像內的像素點數。圖像分辨率是有單位的,叫像素每英寸。分辨率越高,像素的點密度越高,圖像越逼真(這就是為什么做大幅的噴繪時,要求圖片分辨率要高,就是為了保證每英寸的畫面上擁有更多的像素點)。

例如:dpi=400,即每英寸有400個像素點。

計算公式:物理尺寸(英寸)=像素尺寸/ DPI1英寸=25.4mm

 

 

由圖像像素計算出輸出尺寸(打印輸出):

如圖,圖像像素尺寸是2480X3505,分辨率是300,換成mm尺寸:

寬=2480*25.4/300=209.97mm,

高=3505*25.4/300=296.76mm,

計算結果是A4的尺寸。

 

二 圖像壓縮

如圖,某TIFF圖像尺寸是2480X3505,沒有壓縮,文件占用磁盤大小24.9M,

位深度等於24,說明是RGB三通道彩色圖像,每個像素點每通道占用8bit,

1 byte = 8bit,共24 bit(3byte),總共像素=2480X3505,

占用字節數=2480X3505*3=26077200字節,比圖示少一些字節,主要是文件還存儲了其他文件頭與尺寸等信息。根據分辨率,可以計算出是A4圖幅,一張A4圖像,如果不壓縮存儲,占用磁盤空間是24.9M。實際應用中,為了節省存儲空間,對圖像進行壓縮后存儲,查看圖像時,再解壓縮呈現圖像。如果是灰度圖:占用字節數=2480X3505=8692400字節,約9M,如果是二值圖:占用子節數=2480X3505/8=1086550字節,約1M。

以上存儲數據都是未壓縮的文件尺寸。

圖像壓縮方式

壓縮類別

壓縮方式

優點

缺點

無損數據壓縮

行程長度編碼(RLE)

熵編碼法(LZW)

能夠比較好地保存圖像的質量、

可以100%還原圖像顏色數據

壓縮比低、

儲存空間大

損數據壓縮

色度抽樣

變換編碼

分形壓縮

壓縮比高、

存儲空間小

損失顏色信息

 

 

各圖像格式壓縮方式對比

圖像格式

后綴名

壓縮方式

適用情形

壓縮類別

壓縮比

備注

BMP

.bmp

RLE

灰度圖、二值圖

無損

約3:1

 

無壓縮

全部

無損

 

 

PNG

.png

LZ77\無壓縮

全部

無損

 約2:1

Ziv和Lempel於1977年發表的算法被后人稱為LZ77算法。

1978年,二人又發表了續篇,被命名為LZ78的壓縮算法。

JPG

.jpg

離散余弦變換(DCT)

全部

有損

10:1到40:1以上

壓縮比因壓縮質量而變化,最佳壓縮質量是75%,

要求RGB三通道顏色

JPG2000

.jpf

小波變換

全部

無損、有損

可達到100:1

存在版權和專利問題,未廣泛應用

TIFF

.tif

LZW

全部

無損

約2:1

1984年,Welch這個人研究了LZ78算法的變種,因為是W在Z和L兩人之后研究出來的,因此叫LZW算法。(專利2003年到期)

RLE

灰度圖、二值圖

無損

約3:1

 

CCITT3\CCITT4

二值圖

無損

約100:1

 

jpg

全部

有損

10:1到40:1

要求RGB三通道顏色(XP系統一般打不開該格式文件)

 JBIG

全部

 

 

ISO JBIG.

JP2000

全部

 

 

JPEG2000

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