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图像格式即为图像文件存放在记忆卡上的格式,通常有 JPEG、TIFF、RAW 等格式。由于数码相机拍摄的图像文件通常很大,储存容量却十分有限,因此,图像往往会压缩后再存储。
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一、分类
1.RAW 格式
扩展名是 RAW。RAW 是一种无损压缩格式,它的数据是没有经过相机处理的原文件,因此它的大小要比 TIFF 格式略小。所以,当上传到电脑之后,要用图像软件的 Twain 界面直接导入成 TIFF 格式才能处理。
2.BMP 格式
位图(外语简称:BMP、外语全称:BitMaP)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。
BMP 图像,即通常所说的位图(Bitmap),是 Windows 系统中最为常见的图像格式。
3.TIFF 格式
标签图像文件格式(外语简称 TIFF、外语全称:TagImage FileFormat)文件是由 Aldus 和 Microsoft 公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。TIFF 格式灵活易变,它又定义了四类不同的格式:TIFF- B 适用于二值图像:TIFF- G 适用于黑白灰度图像;TIFF- P 适用于带调色板的彩色图像:TIFF- R 适用于 RGB 真彩图像。
TIFF 支持多种编码方法,其中包括 RGB 无压缩、RLE 压缩及 JPEG 压缩等。
TIFF 是现存图像文件格式中最复杂的一种,它具有扩展性、方便性、可改性,可以提供给 IBMPC 等环境中运行、图像编辑程序。
TIFF 图像文件由三个数据结构组成,分别为文件头、一个或多个称为 IFD 的包含标记指针的目录以及数据本身。
TIFF 图像文件中的第一个数据结构称为图像文件头或 IFH。这个结构是一个 TIFF 文件中唯一的、有固定位置的部分;IFD 图像文件目录是一个字节长度可变的信息块,Tag 标记是 TIFF 文件的核心部分,在图像文件目录中定义了要用的所有图像参数,目录中的每一目录条目就包含图像的一个参数。
4.GIF 格式
图形交换格式(外语简称:GIF、外语全称:Graphics Interchange Format),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。
GIF 解码较快,因为采用隔行存放的 GIF 图像,在边解码边显示的时候可分成四遍扫描。第一遍扫描虽然只显示了整个图像的八分之一,第二遍的扫描后也只显示了 1 /4,但这已经把整幅图像的概貌显示出来了。在显示 GIF 图像时,隔行存放的图像会给您感觉到它的显示速度似乎要比其他图像快一些,这是隔行存放的优点。
GIF 格式的文件是 8 位图像文件,最多为 256 色,不支持 Alpha 通道。gif 格式产生的文件较小,常用于网络传输,做网页上见到的图片大多是 gif 和 jpeg 格式的。gif 格式与 jpeg 格式相比,其优点在于 gif 格式的文件可以保持动画效果。
5.JPEG 格式
联合照片专家组(外语简称:JPEG 外语全称:Joint Photographic Expert Group),文件后辍名为 ”.jpg” 或 ”.jpeg”,是最常用的图像文件格式,由一个软件开发联合会组织制定,是一种有损压缩格式,能够将图像压缩在很小的储存空间,图像中重复或不重要的资料会被丢失,因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例,将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低,如果追求高品质图像,不宜采用过高压缩比例。但是 JPEG 压缩技术十分先进,它用有损压缩方式去除冗余的图像数据,在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像,换句话说,就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG 是一种很灵活的格式,具有调节图像质量的功能,允许用不同的压缩比例对文件进行压缩,支持多种压缩级别,压缩比率通常在 10:1 到 40:1 之间,压缩比越大,品质就越低;相反地,压缩比越小,品质就越好。比如可以把 1.37Mb 的 BMP 位图文件压缩至 20.3KB。当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。JPEG 格式压缩的主要是高频信息,对色彩的信息保留较好,适合应用于互联网,可减少图像的传输时间,可以支持 24bit 真彩色,也普遍应用于需要连续色调的图像。
JPEG 格式是目前网络上最流行的图像格式,是可以把文件压缩到最小的格式,在 Photoshop 软件中以 JPEG 格式储存时,提供 11 级压缩级别,以 0—10 级表示。其中 0 级压缩比最高,图像品质最差。即使采用细节几乎无损的 10 级质量保存时,压缩比也可达 5:1。以 BMP 格式保存时得到 4.28MB 图像文件,在采用 JPG 格式保存时,其文件仅为 178KB,压缩比达到 24:1。经过多次比较,采用第 8 级压缩为存储空间与图像质量兼得的最佳比例。
JPEG 格式的应用非常广泛,特别是在网络和光盘读物上,都能找到它的身影。目前各类浏览器均支持 JPEG 这种图像格式,因为 JPEG 格式的文件尺寸较小,下载速度快。
6.TGA 格式
已标记的图形(外语全称:Tagged Graphics)是由美国 Truevision 公司为其显示卡开发的一种图像文件格式,文件后缀为 ”.tga”,已被国际上的图形、图像工业所接受。TGA 的结构比较简单,属于一种图形、图像数据的通用格式,在多媒体领域有很大影响,是计算机生成图像向电视转换的一种首选格式。
TGA 图像格式最大的特点是可以做出不规则形状的图形、图像文件,一般图形、图像文件都为四方形,若需要有圆形、菱形甚至是缕空的图像文件时,TGA 可就派上用场了! TGA 格式支持压缩,使用不失真的压缩算法。
TGA 格式是 Truevision 公司设计并负责解释的图像格式。TGA 也包含了多种变体,TGA 文件的第三个字节用来区别不是 TGA 的文件。
7.EXIF 格式
可交换的图像文件格式(外语简称 EXIF、外语全称:EXchangeable Image file Format[2])1994 年富士公司提倡的数码相机图像文件格式,其实与 JPEG 格式相同,区别是除保存图像数据外,还能够存储摄影日期、使用光圈、快门、闪光灯数据等曝光资料和附带信息以及小尺寸图像。
8.PSD 格式
PhotoShopDocument(PSD)这是 Photoshop 图像处理软件的专用文件格式,文件扩展名是.psd,可以支持图层、通道、蒙板和不同色彩模式的各种图像特征,是一种非压缩的原始文件保存格式。扫描仪不能直接生成该种格式的文件。PSD 文件有时容量会很大,但由于可以保留所有原始信息,在图像处理中对于尚未制作完成的图像,选用 PSD 格式保存是最佳的选择。
9.PCD 格式
照片激光唱片(外语简称:PCD、外语全称:kodak PhotoCD),文件扩展名是.pod,是 Kodak 开发的一种 Photo CD 文件格式,其他软件系统只能对其进行读取。该格式使用 YCC 色彩模式定义图像中的色彩。YCC 和 CIE 色彩空间包含比显示器和打印设备的 RGB 色和 CMYK 色多得多的色彩。PhotoCD 图像大多具有非常高的质量。
10.PNG 格式
便携式网络图形(外语简称 PNG、外语全称:Portable Network Graphics),是网上接受的最新图像文件格式。PNG 能够提供长度比 GIF 小 30% 的无损压缩图像文件。它同时提供 24 位和 48 位真彩色图像支持以及其他诸多技术性支持。由于 PNG 非常新,所以目前并不是所有的程序都可以用它来存储图像文件,但 Photoshop 可以处理 PNG 图像文件,也可以用 PNG 图像文件格式存储。
二、保存类型
总的来说,有两种截然不同的图像格式类型:即有损压缩和无损压缩。
1. 有损压缩
有损压缩可以减少图像在内存和磁盘中占用的空间,在屏幕上观看图像时,不会发现它对图像的外观产生太大的不利影响。因为人的眼睛对光线比较敏感,光线对景物的作用比颜色的作用更为重要,这就是有损压缩技术的基本依据。
有损压缩的特点是保持颜色的逐渐变化,删除图像中颜色的突然变化。生物学中的大量实验证明,人类大脑会利用与附近最接近的颜色来填补所丢失的颜色。例如,对于蓝色天空背景上的一朵白云,有损压缩的方法就是删除图像中景物边缘的某些颜色部分。当在·屏幕上看这幅图时,大脑会利用在景物上看到的颜色填补所丢失的颜色部分。利用有损压缩技术,某些数据被有意地删除了,而被取消的数据也不再恢复。
无可否认,利用有损压缩技术可以大大地压缩文件的数据,但是会影响图像质量。如果使用了有损压缩的图像仅在屏幕上显示,可能对图像质量影响不太大,至少对于人类眼睛的识别程度来说区别不大。可是,如果要把一幅经过有损压缩技术处理的图像用高分辨率打印机打印出来,那么图像质量就会有明显的受损痕迹。
2. 无损压缩
无损压缩的基本原理是相同的颜色信息只需保存一次。压缩图像的软件首先会确定图像中哪些区域是相同的,哪些是不同的。包括了重复数据的图像 (如蓝天) 就可以被压缩,只有蓝天的起始点和终结点需要被记录下来。但是蓝色可能还会有不同的深浅,天空有时也可能被树木、山峰或其他的对象掩盖,这些就需要另外记录。从本质上看,无损压缩的方法可以删除一些重复数据,大大减少要在磁盘上保存的图像尺寸。但是,无损压缩的方法并不能减少图像的内存占用量,这是因为,当从磁盘上读取图像时,软件又会把丢失的像素用适当的颜色信息填充进来。如果要减少图像占用内存的容量,就必须使用有损压缩方法。
无损压缩方法的优点是能够比较好地保存图像的质量,但是相对来说这种方法的压缩率比较低。但是,如果需要把图像用高分辨率的打印机打印出来,最好还是使用无损压缩几乎所有的图像文件都采用各自简化的格式名作为文件扩展名。从扩展名就可知道这幅图像是按什么格式存储的,应该用什么样的软件去读 / 写等等。