数字图像入门 图像的压缩
夏昆冈 于 2012.02.15 10:21:24 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.36/103

虽然存储成本在持续减低,但图像的压缩还是非常有必要。举个实例,一张1600万像素的数码照片,采用压缩格式JPG保存,它可能只需要6M左右的存储空间,而使用无压缩的BMP格式,它需要45M+的存储空间。上一篇我们提到矢量图像的一大优点就是尺寸小,但数字图像不可能都矢量化,要节约存储空间,图像压缩技术必不可少,图像对节约网络传输带宽也有重要意义,网页中的图像,大部分都是压缩后的。压缩又分为有损于无损的两大类,这里简单介绍一下几种常见的压缩编码。

行程长度编码

  • 假设某张图像一共有三种颜色,分别为A/B/C三个值,排列为AAAAAABBCCCC,这种记录方法浪费空间,它需要12个单位的记录空间,如果使用A6B2C4这样的记录方式,它只需要6个单位的空间,这就是行程长度编码,这是一种无损的压缩方式。行程长度编码对应的英文是Run- Length Encoding,缩写为RLE,相信很多搞图像处理的读者对RLE应该比较眼熟。

    RLE有派生出很多分支算法,例如PCX行程编码、BI_RLE8、BI_RLE4等方法,根据RLE8又发展出了紧缩位[Packbits]压缩方法。这些方法针对不同的图像设计,有各自的局限[RLE8最高只支持256色的图像],但有一点是肯定的,它们都是可以进行逆运算的编码,即无损的编码方案。行程长度编码以及其衍生编码,是无损编码中非常重要的一支,很多重要的图像格式都采用它,例如BMP、TIFF、PCX等。

    LWZ编码

  • LWZ,全称Lempel-Ziv-Welch Encoding,这也是一种无损编码的方法。它的基本原理是将频繁出现的序列用一个短的字串来替代,例如示意图中AAAAAABBCCCC,用αβ代替,这样就节省了大量的存储空间,这有点类似于用π来表示无穷尽不循环的圆周率一样。原始数据中某数据重复频率越高时,压缩率就越大,这种算法可逆运算,也是无损编码。TIFF格式中也运用了该编码。因为存在替换,编码过程会创建自适应字典。

    霍夫曼编码

  • 这是通过霍夫曼编码“this is an example of a huffman tree”句子得到的字母频率并来建构霍夫曼树。此图来自维基百科。
  • 霍夫曼编码[Huffman Coding]也是一种常见的编码,有时也被翻译成哈夫曼算法,这是一种对数据频率进行评估的一种算法,高频的数据采用短数据替代,从而实现压缩,示意图中,显示了对“this is an example of a huffman tree”这个句子进行分析,并得到各个字母的出现次数的结果,这种分析结构叫霍夫曼树。 这些无损算法被广泛适用于各类图像格式当中,它也被适用于一般性文档的压缩当中。当然,我们并不是数学高手也不是程序员,对于这类算法,我们没必要了解到非常深入,只要知道一点就行,无损算法是可逆的,它对图像不会产生任何画质的影响。无损算法也不仅限于这些,还有一些其他的,不同的算法也可以组合使用,例如TIFF格式的就用到了多种无损编码。

    JPEG

    JPEG即Joint Photographic Experts Group[联合图像专家小组],这种编码与我们的生活很近,JPEG其实分为无损和有损两种算法,但无损算法并没有流行,而有损算法则被广泛使用。因此我们的印象当中,JPEG是有损的,这并没错,只是不够全面。JPEG还可以是基于JPEG编码的图像,常见的扩展名即jpg,几乎所有的数码相机都支持将照片保存为jpg图像 Soomal的文章配图都是jpg的,这是一种运用非常广泛的图像类型。

    它的简单流程是,首先将RGB色彩体系转换成YUV色彩体系,Y表示像素亮度,UV一起表示色调与饱和度。然后利用人眼对亮度的敏感程度高于对于色彩敏感程度的特点,进行缩减取样,即减少UV的数据量,从而实现数据的压缩。根据采样的缩减量会产生不同的压缩率,JPEG在高压缩率会丢失大量数据而产生马赛克。

    关于图像的压缩,我们就简单的介绍这些,要说得再深入一些,我们也无能为力了,这篇文章读起来相当枯燥,其实,写这篇文章的目的并不是让各位发奋研究算法,而是告诉大家,图像的压缩有无损与有损多种,压缩不等于一定会产生画质损失,而使用JPEG时,应该注意设置压缩率,避免画质损失过大,也应该回避反复编辑,多次打开、编辑、存储的过程会让有损编码造成的损失累计为明显可察觉的程度。

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    绿色非常骚气啊,我喜欢!
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    发表于2023.05.06 15:16:18
    42
    就是那个p100 想知道那个自有知识产权的A-Blade 高音到底咋样
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    发表于2023.05.06 15:01:44
    41
    03

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    发表于2023.05.06 14:49:35
    40
    这配色可以的。。漫步者的外观设计越来越能吸引人了
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    发表于2023.05.06 14:17:54
    39
    03
    金属色高饱和度
    要是有橙色的就炸裂了
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    发表于2023.05.06 14:13:53
    38
    漫步者的设计确实越来越好了,之前买过一个M5 MKII 蓝牙音箱,音质也不错,外形比起M230,设计感就差太多了。之前送给小姨子了。
    似乎现在这种便携式的蓝牙音箱比以前少多了,更多的是带电源线的智能音箱。实际现在出去玩,露营、在车里、甚至家里,对于一个可移动的蓝牙音箱的需求还是有的。希望有便携、充电式的、带智能语音的蓝牙音箱产品出现。
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    发表于2023.05.06 14:05:04
    37
    116.023.***.***
    116.023.***.***
    感觉很干净,没有大logo,而且做工看着也不错。虽然这个颜色HOLD不住,但复古配色好看
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    发表于2023.05.06 13:18:09
    36
    03
    老的M7电池寿命不行了,如果芯片升级到最新,能LDAC,能组立体声就爽了
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    发表于2023.05.06 13:03:58
    35
    03
    就好像以前那种组合音响,体积不算大,什么功能都有。
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    发表于2023.05.06 12:56:41
    34
    03

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    发表于2023.05.06 11:49:32
    33
    202.104.***.***
    202.104.***.***
    在小房间使用声音还不错,贝斯也能听清楚,出租屋懒得买正经箱子摆一个这个挺合适。
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    发表于2023.05.06 11:32:50
    32
    123.113.***.***
    123.113.***.***
    31
    03

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    发表于2023.05.06 10:36:26
    30
    175.042.***.***
    175.042.***.***
    发表于2023.05.06 10:27:56
    29
    03
    好精致好漂亮的小音箱,满满的购买欲。
    下一代如果还能加入更多的智能功能呢,那就更棒了。
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    发表于2023.05.06 10:21:35
    28
    03
    验证码1408,几个意思?
    言归正传,漫步者的设计能力越来越强啊。一个小音箱整这么好看,配色尽显bigger,网布真是精致,廉价的人造革贴皮也似乎观感不错(要是换成真皮的多好啊)。个人最不喜欢大logo,但放在顶部这种装饰性处理也算独树一帜,不讨厌。总之挺好,赞赏!
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    发表于2023.05.06 10:16:14
    27
    去年差点买了木质版的,刚买了漫步者最小的那个蓝牙小音箱,小巧轻便,很方便,音质肯定不如这个
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    发表于2023.05.06 09:59:25
    25

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    发表于2023.05.06 09:49:41
    24
    03
    可惜没有FM,一大遗憾
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    发表于2023.05.06 09:46:45
    23
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