JPG(JPEG)
JPEG 图⽚以 24 位颜⾊存储单个光栅图像。JPEG是与平台⽆关的格式,⽀持最⾼级别的压缩,不过,这种压缩是有损耗的。渐近式JPEG ⽂件⽀持交错。
可以提⾼或降低 JPEG⽂件压缩的级别。但是,⽂件⼤⼩是以图像质量为代价的。压缩⽐率可以⾼达 100:1。(JPEG 格式可在 10:1 到20:1的⽐率下轻松地压缩⽂件,⽽图⽚质量不会下降。)JPEG压缩可以很好地处理写实摄影作品。但是,对于颜⾊较少、对⽐级别强烈、实⼼边框或纯⾊区域⼤的较简单的作品,JPEG压缩⽆法提供理想的结果。有时,压缩⽐率会低到 5:1,严重损失了图⽚完整性。这⼀损失产⽣的原因是,JPEG压缩⽅案可以很好地压缩类似的⾊调,但是 JPEG 压缩⽅案不能很好地处理亮度的强烈差异或处理纯⾊区域。
优点: 摄影作品或写实作品⽀持⾼级压缩。
利⽤可变的压缩⽐可以控制⽂件⼤⼩。
⽀持交错(对于渐近式 JPEG ⽂件)。
⼴泛⽀持 Internet 标准。
缺点: 有损耗压缩会使原始图⽚数据质量下降。
当您编辑和重新保存 JPEG ⽂件时,JPEG会混合原始图⽚数据的质量下降。这种下降是累积性的。
JPEG不适⽤于所含颜⾊很少、具有⼤块颜⾊相近的区域或亮度差异⼗分明显的较简单的图⽚。
jpg格式是⼀种图⽚格式,使⼀种⽐较常见的图画格式,如果你的图⽚是其他格式的话,你可以通过以下⽅法转化:
1、photoshop,打开图画以后,按另存为,下⾯格式那⾥选择JPG格式就是了,这个⽅法⽐较简单,⽽且适合画质⽐较好的,要求⽐较⾼的图⽚转换。
2、如果你要求不⾼,你直接通过windows附带的图画程序,选择JPG格式就⾏了,这个来转换的话,画质嘛,马马虎虎,不过在⽹上嘛,过得去了!
如果JPG格式转其他格式,这样的⽅法同样适⽤。
JPEG (Joint PhotographicExperts GROUP)是由国际标准组织(ISO:InternationalStandardization Organization)和国际电话电报咨询委员会(CCITT:ConsultationCommitee of the International Telephone andTelegraph)为静态图像所建⽴的第⼀个国际数字图像压缩标准,也是⾄今⼀直在使⽤
的、应⽤最⼴的图像压缩标准。JPEG由于可以提供有损压缩,因此压缩⽐可以达到其他传统压缩算法⽆法⽐拟的程度。
和女生道歉最管用的话JPEG的压缩模式有以下⼏种:
顺序式编码(Sequential Encoding)
⼀次将图像由左到右、由上到下顺序处理。
递增式编码(Progressive Encoding)
当图像传输的时间较长时,可将图像分数次处理,以从模糊到清晰的⽅式来传送图像(效果类似GIF在⽹络上的传输)。
⽆失真编码(Lossless Encoding)
阶梯式编码(Hierarchical Encoding)
图像以数种分辨率来压缩,其⽬的是为了让具有⾼分辨率的图像也可以在较低分辨率的设备上显⽰。
由于JPEG的⽆损压缩⽅式并不⽐其他的压缩⽅法更优秀,因此我们着重来看它的有损压缩。以⼀幅2
4位彩⾊图像为例,JPEG的压缩步骤分为:1.颜⾊转换2.DCT变换 3.量化 4.编码
1.颜⾊转换
由于JPEG只⽀持YUV颜⾊模式的数据结构,⽽不⽀持RGB图像数据结构,所以在将彩⾊图像进⾏压缩之前,必须先对颜⾊模式进⾏数据转换。各个值的转换可以通过下⾯的转换公式计算得出:
Y=0.299R+0.587G+0.114B
陈奕迅哪首歌好听U=-0.169R-0.3313G+0.5B
V=0.5R-0.4187G-0.0813B
其中,Y表⽰亮度,U和V表⽰颜⾊。
转换完成之后还需要进⾏数据采样。⼀般采⽤的采样⽐例是2:1:1或4:2:2。由于在执⾏了此项⼯作之后,每两⾏数据只保留⼀⾏,因此,采样后图像数据量将压缩为原来的⼀半。
热水壶哪个牌子好2.DCT变换
DCT(Discrete ConsineTransform)是将图像信号在频率域上进⾏变换,分离出⾼频和低频信息的处
理过程。然后再对图像的⾼频部分(即图像细节)进⾏压缩,以达到压缩图像数据的⽬的。
⾸先将图像划分为多个8*8的矩阵。然后对每⼀个矩阵作DCT变换(变换公式此略)。变换后得到⼀个频率系数矩阵,其中的频率系数都是浮点数。
3.量化
由于在后⾯编码过程中使⽤的码本都是整数,因此需要对变换后的频率系数进⾏量化,将之转换为整数。
由于进⾏数据量化后,矩阵中的数据都是近似值,和原始图像数据之间有了差异,这⼀差异是造成图像压缩后失真的主要原因。
在这⼀过程中,质量因⼦的选取⾄为重要。值选得过⼤,可以⼤幅度提⾼压缩⽐,但是图像质量就⽐较差;反之,质量因⼦越⼩(最⼩为1),图像重建质量越好,但是压缩⽐越低。对此,ISO已经制定了⼀组供JPEG代码实现者使⽤的标准量化值。
4.编码
从前⾯过程我们可以看到,颜⾊转换完成到编码之前,图像并没有得到进⼀步的压缩,DCT变换和量化可以说是为编码阶段做准备。
编码采⽤两种机制:⼀是0值的⾏程长度编码;⼆是熵编码(EntropyCoding)。
在JPEG中,采⽤曲徊序列,即以矩阵对⾓线的法线⽅向作“之”字排列矩阵中的元素。这样做的优点是使得靠近矩阵左上⾓、值⽐较⼤的元素排列在⾏程的前⾯,⽽⾏程的后⾯所排列的矩阵元素基本上为0值。⾏程长度编码是⾮常简单和常⽤的编码⽅式,在此不再赘述。
编码实际上是⼀种基于统计特性的编码⽅法。在JPEG中允许采⽤HUFFMAN编码或者算术编码。
PNG
PNG是20世纪90年代中期开始开发的图像⽂件存储格式,其⽬的是企图替代GIF和TIFF⽂件格式,同时增加⼀些GIF⽂件格式所不具备的特性。流式⽹络图形格式(PortableNetwork Graphic Format,PNG)名称来源于⾮官⽅的“PNG’s NotGIF”,是⼀种位图⽂件(bitmapfile)存储格式,读成“ping”。PNG⽤来存储灰度图像时,灰度图像的深度可多到16位,存储彩⾊图像时,彩⾊图像的深度可多到48位,并且还可存储多到16位的α通道数据。PNG使⽤从LZ77派⽣的⽆损数据压缩算法。
PNG⽂件格式保留GIF⽂件格式的下列特性:
1. 使⽤彩⾊查表或者叫做调⾊板可⽀持256种颜⾊的彩⾊图像。
2. 流式读/写性能(streamability):图像⽂件格式允许连续读出和写⼊图像数据,这个特性很适合于在通信过程中⽣成和显⽰图像。
3. 逐次逼近显⽰(progressivedisplay):这种特性可使在通信链路上传输图像⽂件的同时就在终端上显⽰图像,把整个轮廓显⽰出来之
后逐步显⽰图像的细节,也就是先⽤低分辨率显⽰图像,然后逐步提⾼它的分辨率。
4. 透明性(transparency):这个性能可使图像中某些部分不显⽰出来,⽤来创建⼀些有特⾊的图像。
5. 辅助信息(ancillaryinformation):这个特性可⽤来在图像⽂件中存储⼀些⽂本注释信息。
6. 独⽴于计算机软硬件环境。
7. 使⽤⽆损压缩。
PNG⽂件格式中要增加下列GIF⽂件格式所没有的特性:
1. 每个像素为48位的真彩⾊图像。
2. 每个像素为16位的灰度图像。
3. 可为灰度图和真彩⾊图添加α通道。
4. 添加图像的γ信息。
5. 使⽤循环冗余码(cyclic redundancycode,CRC)检测损害的⽂件。
6. 加快图像显⽰的逐次逼近显⽰⽅式。
还珠格格第三部剧情介绍7. 标准的读/写⼯具包。
8. 可在⼀个⽂件中存储多幅图像。
⽂件结构
梦见抱男孩>520的说说PNG图像格式⽂件(或者称为数据流)由⼀个8字节的PNG⽂件署名(PNG filesignature)域和按照特定结构组织的3个以上的数据块(chunk)组成。
PNG定义了两种类型的数据块,⼀种是称为关键数据块(criticalchunk),这是标准的数据块,另⼀种叫做辅助数据块(ancillarychunks),这是可选的数据块。关键数据块定义了4个标准数据块,每个PNG⽂件都必须包含它们,PNG读写软件也都必须要⽀持这些数据块。虽然PNG⽂件规范没有要求PNG编译码器对可选数据块进⾏编码和译码,但规范提倡⽀持可选数据块。
GIF
GIF是⽤于压缩具有单调颜⾊和清晰细节的图像(如线状图、徽标或带⽂字的插图)的标准格式。
⼯作原理
GIF(Graphics InterchangeFormat)的原义是“图像互换格式”,是CompuServe公司在1987年开发的图像⽂件格式。GIF⽂件的数据,是⼀种基于LZW算法的连续⾊调的⽆损压缩格式。其压缩率⼀般在50%左右,它不属于任何应⽤程序。⽬前⼏乎所有相关软件都⽀持它,公共领域有⼤量的软件在使⽤GIF图像⽂件。GIF图像⽂件的数据是经过压缩的,⽽且是采⽤了可变长度等压缩算法。所以GIF的图像深度从lbit到8bit,也即GIF最多⽀持256种⾊彩的图像。GIF格式的另⼀个特点是其在⼀个GIF⽂件中可以存多幅彩⾊图像,如果把存于⼀个⽂件中的多幅图像数据逐幅读出并显⽰到屏幕上,就可构成⼀种最简单的动画。
分类
GIF分为静态GIF和动画GIF两种,⽀持透明背景图像,适⽤于多种操作系统,“体型”很⼩,⽹上很多⼩动画都是GIF格式。其实GIF是将多幅图像保存为⼀个图像⽂件,从⽽形成动画,所以归根到底GIF仍然是图⽚⽂件格式。但GIF只能显⽰256⾊。
GIF主要分为两个版本,即GIF 89a和GIF 87a:
GIF 87a:是在1987年制定的版本
GIF 89a:是1989年制定的版本。在这个版本中,为GIF⽂档扩充了图形控制区块、备注、说明、应⽤程序编程接⼝等四个区块,并提供了对透明⾊和多帧动画的⽀持
GIF格式⾃1987年由CompuServe公司引⼊后,因其体积⼩⽽成像相对清晰,特别适合于初期慢速的互联⽹,⽽从此⼤受欢迎。它采⽤⽆损压缩技术,只要图像不多于256⾊,则可既减少⽂件的⼤⼩,⼜保持成像的质量。(当然,现在也存在⼀些hack技术,在⼀定的条件下克服256⾊的限制,具体参见真彩⾊)然⽽,256⾊的限制⼤⼤局限了GIF⽂件的应⽤范围,如彩⾊相机等。(当然采⽤⽆损压缩技术的彩⾊相机照⽚亦不适合通过⽹络传输。)另⼀⽅⾯,在⾼彩图⽚上有着不俗表现的JPG格式却在简单的折线上效果差强⼈意。因此GIF格式普遍适⽤于图表,按钮等等只需少量颜⾊的图像(如⿊⽩照⽚)。
在早期,GIF所⽤的LZW压缩算法是Compuserv所开发的⼀种免费算法。然⽽令很多软件开发商感到意外的是,GIF⽂件所采⽤的压缩算法忽然成了Unisys公司的专利。据Unisys公司称,他们已注册了LZW算法中的W部分。如果要开发⽣成(或显⽰)GIF⽂件的程序,则需向该公司⽀付版税。由此,⼈们开始寻求⼀种新技术,以减少开发成本。PNG(PortableNetworkGraphics,便携⽹络图形)标
准就在这个背景下应运⽽⽣了。它⼀⽅⾯满⾜了市场对更少的法规限制的需要,另⼀⽅⾯也带来了更少的技术上的限制,如颜⾊的数量等。
在2003年6⽉20⽇,LZW算法在美国的专利权已到期⽽失效。在欧洲、⽇本及加拿⼤的专利权亦已分别在2004年的6⽉18⽇、6⽉20⽇和7⽉7⽇到期失效。尽管如此,PNG⽂件格式凭着其技术上的优势,已然跻⾝于⽹络上第三⼴泛应⽤格式。与GIF相关的专利于2006年8⽉11⽇过期。
BMP
BMP是⼀种与硬件设备⽆关的图像⽂件格式,使⽤⾮常⼴。它采⽤位映射存储格式,除了图像深度可选以外,不采⽤其他任何压缩,因此,BMP⽂件所占⽤的空间很⼤。BMP⽂件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。BMP⽂件存储数据时,图像的扫描⽅式是按从左到右、从下到上的顺序。
由于BMP⽂件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的⼀种标准,因此在Windows环境中运⾏的图形图像软件都⽀持BMP图像格式。
典型的BMP图像⽂件由三部分组成:位图⽂件头数据结构,它包含BMP图像⽂件的类型、显⽰内容等信息;位图信息数据结构,它包含有BMP图像的宽、⾼、压缩⽅法,以及定义颜⾊等信息。
具体数据举例:
如某BMP⽂件开头:
424D 4690 0000 0000 0000 4600 0000 2800 0000 8000 0000 9000 00000100*1000 0300 0000 0090 0000 A00F 0000 A00F 0000 0000 0000 00000000*00F8 0000 E007 0000 1F00 0000 0000 0000*02F1 84F1 04F1 84F184F1 06F2 84F1 06F2 04F2 86F2 06F2 86F2 86F2 …. ….
BMP⽂件可分为四个部分:位图⽂件头、位图信息头、彩⾊板、图像数据阵列,在上图中已⽤*分隔。
⼀、图像⽂件头
1)1:(这⾥的数字代表的是”字”,即两个字节,下同)图像⽂件头。424Dh=’BM’,表⽰是Windows⽀持的BMP格式。
2)2-3:整个⽂件⼤⼩。4690 0000,为00009046h=36934。
3)4-5:保留,必须设置为0。
4)6-7:从⽂件开始到位图数据之间的偏移量。46000000,为00000046h=70,上⾯的⽂件头就是35字=70字节。
5)8-9:位图图信息头长度。
6)10-11:位图宽度,以像素为单位。8000 0000,为00000080h=128。
7)12-13:位图⾼度,以像素为单位。9000 0000,为00000090h=144。
8)14:位图的位⾯数,该值总是1。0100,为0001h=1。
⼆、位图信息头
9)15:每个像素的位数。有1(单⾊),4(16⾊),8(256⾊),16(64K⾊,⾼彩⾊),24(16M⾊,真彩⾊),32(4096M ⾊,增强型真彩⾊)。1000为0010h=16。
10)16-17:压缩说明:有0(不压缩),1(RLE 8,8位RLE压缩),2(RLE4,4位RLE压缩,3(Bitfields,位域存放)。RLE简单地说是采⽤像素数+像素值的⽅式进⾏压缩。T408采⽤的是位域存放⽅式,⽤两个字节表⽰⼀个像素,位域分配为r5b6g5。图中03000000为00000003h=3。
11)18-19:⽤字节数表⽰的位图数据的⼤⼩,该数必须是4的倍数,数值上等于位图宽度×位图⾼度×每个像素位数。00900000为00009000h=80×90×2h=36864。
12)20-21:⽤象素/⽶表⽰的⽔平分辨率。A00F 0000为0000 0FA0h=4000。
13)22-23:⽤象素/⽶表⽰的垂直分辨率。A00F 0000为0000 0FA0h=4000。
14)24-25:位图使⽤的颜⾊索引数。设为0的话,则说明使⽤所有调⾊板项。
15)26-27:对图象显⽰有重要影响的颜⾊索引的数⽬。如果是0,表⽰都重要。
三、彩⾊板
16)28-35:彩⾊板规范。对于调⾊板中的每个表项,⽤下述⽅法来描述RGB的值:
1字节⽤于蓝⾊分量
1字节⽤于绿⾊分量
1字节⽤于红⾊分量
1字节⽤于填充符(设置为0)
对于24-位真彩⾊图像就不使⽤彩⾊板,因为位图中的RGB值就代表了每个象素的颜⾊。
如,彩⾊板为00F8 0000 E007 0000 1F00 0000 0000 0000,其中:
00FB 0000为FB00h=1111100000000000(⼆进制),是红⾊分量的掩码。
E007 0000为 07E0h=0000011111100000(⼆进制),是绿⾊分量的掩码。
1F00 0000为001Fh=0000000000011111(⼆进制),是红⾊分量的掩码。
0000 0000总设置为0。
将掩码跟像素值进⾏“与”运算再进⾏移位操作就可以得到各⾊分量值。看看掩码,就可以明⽩事实上在每个像素值的两个字节16位中,按从⾼到低取5、6、5位分别就是r、g、b分量值。取出分量值后把r、g、b值分别乘以8、4、8就可以补齐第个分量为⼀个字节,再把这三个字节按rgb组合,放⼊存储器(同样要反序),就可以转换为24位标准BMP格式了。
四、图像数据阵列
17)17-...:每两个字节表⽰⼀个像素。阵列中的第⼀个字节表⽰位图左下⾓的象素,⽽最后⼀个字节表⽰位图右上⾓的象素。
附注:以上内容来源于互联⽹.
JPG vs. GIF vs. PNG
JPEG/JPG
Short for Joint Photographic Experts Group, the original name of the committee that wrote the standard. JPG is one of the image file formats supported on the Web. JPG is a technique that is designed to compress color and grayscale continuous-tone images. The information that is discarded in the compression is information that the human eye cannot detect. JPG images support 16 million colors and are best suited for photographs and complex graphics. The user typically has to compromise on either the quality of the image or the size of the file. JPG does not work well on line drawings, lettering or simple graphics because there is not a lot of the image that can be thrown out in the lossy process, so the image loses clarity and sharpness.
GIF
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