圖像數據壓縮演算法

A. 圖像壓縮的圖像壓縮原理

1.圖像壓縮的概念
減少表示數字圖像時需要的數據量
2.圖像壓縮的基本原理
圖像數據之所以能被壓縮，就是因為數據中存在著冗餘。圖像數據的冗餘主要表現為：圖像中相鄰像素間的相關性引起的空間冗餘；圖像序列中不同幀之間存在相關性引起的時間冗餘；不同彩色平面或頻譜帶的相關性引起的頻譜冗餘。數據壓縮的目的就是通過去除這些數據冗餘來減少表示數據所需的比特數。由於圖像數據量的龐大,在存儲、傳輸、處理時非常困難,因此圖像數據的壓縮就顯得非常重要。
信息時代帶來了「信息爆炸」，使數據量大增，因此，無論傳輸或存儲都需要對數據進行有效的壓縮。在遙感技術中，各種航天探測器採用壓縮編碼技術，將獲取的巨大信息送回地面。
圖像壓縮是數據壓縮技術在數字圖像上的應用，它的目的是減少圖像數據中的冗餘信息從而用更加高效的格式存儲和傳輸數據。
3。圖像壓縮基本方法
圖像壓縮可以是有損數據壓縮也可以是無損數據壓縮。對於如繪制的技術圖、圖表或者漫畫優先使用無損壓縮，這是因為有損壓縮方法，尤其是在低的位速條件下將會帶來壓縮失真。如醫療圖像或者用於存檔的掃描圖像等這些有價值的內容的壓縮也盡量選擇無損壓縮方法。有損方法非常適合於自然的圖像，例如一些應用中圖像的微小損失是可以接受的（有時是無法感知的），這樣就可以大幅度地減小位速。
無損圖像壓縮方法有：
行程長度編碼
熵編碼法
如 LZW 這樣的自適應字典演算法
有損壓縮方法有：
將色彩空間化減到圖像中常用的顏色。所選擇的顏色定義在壓縮圖像頭的調色板中，圖像中的每個像素都用調色板中顏色索引表示。這種方法可以與 抖動(en:dithering)一起使用以模糊顏色邊界。
色度抽樣，這利用了人眼對於亮度變化的敏感性遠大於顏色變化，這樣就可以將圖像中的顏色信息減少一半甚至更多。
變換編碼，這是最常用的方法。首先使用如離散餘弦變換（DCT）或者小波變換這樣的傅立葉相關變換，然後進行量化和用熵編碼法壓縮。
分形壓縮（en:Fractal compression）。
4.圖像壓縮的主要目標就是在給定位速（bit-rate）或者壓縮比下實現最好的圖像質量。但是，還有一些其它的圖像壓縮機制的重要特性：
可擴展編碼 (en:Scalability) 通常表示操作位流和文件產生的質量下降（沒有解壓縮和再壓縮）。可擴展編碼的其它一些叫法有 漸進編碼（en:progressive coding）或者嵌入式位流（en:embedded bitstreams）。盡管具有不同的特性，在無損編碼中也有可擴展編碼，它通常是使用粗糙到精細像素掃描的格式。尤其是在下載時預覽圖像（如瀏覽器中）或者提供不同的圖像質量訪問時（如在資料庫中）可擴展編碼非常有用 有幾種不同類型的可擴展性：
質量漸進（en:Quality progressive）或者層漸進（en:layer progressive）：位流漸進更新重建的圖像。
解析度漸進（en:Resolution progressive）：首先在低解析度編碼圖像，然後編碼與高解析度之間的差別。
成分漸進（en:Component progressive）：首先編碼灰度數據，然後編碼彩色數據。
感興趣區域編碼，圖像某些部分的編碼質量要高於其它部分，這種方法可以與可擴展編碼組合在一起（首先編碼這些部分，然後編碼其它部分）。
元數據信息，壓縮數據可以包含關於圖像的信息用來分類、查詢或者瀏覽圖像。這些信息可以包括顏色、紋理統計信息、小預覽圖像以及作者和版權信息。
5.圖像壓縮目前的標准
經典的視頻壓縮演算法已漸形成一系列的國際標准體系，如H.26x系列建議，H.320系列建議以及MPEG系列建議等。
6.圖像壓縮效果的評估
壓縮方法的質量經常使用峰值信噪比來衡量，峰值信噪比用來表示圖象有損壓縮帶來的雜訊。但是，觀察者的主觀判斷也認為是一個重要的、或許是最重要的衡量標准。

B. 現有的圖像壓縮演算法都有那幾種

靜態圖像壓縮最常用的是jpeg, 先進點的是jpeg2000。研究這兩個就足夠了。
動態視頻的演算法就太多了，VCD用mpeg-1, DVD用mpeg-2, 視頻會議常用H.261。壓縮比更高一些的是H.263和mpeg-4，最新一代的演算法是H.264和微軟的WMV9，用於新一代HD-DVD及藍光光碟上。

C. 人們為什麼要發明圖像的各種壓縮演算法壓縮演算法有哪些特徵

圖像、聲音等媒體信息的記錄、存儲正朝著數字化的方向發展。而這些被數字化了的圖像、音頻等信號的數據量之大是非常驚人的。通常媒體信號經過數字化處理之後形成的數據量非常龐大，這些大容量的數據無疑對存儲器容量、計算機的速度都造成極大的壓力。解決這一問題，如果單純用擴大存儲器容量，在存儲和處理的時候不僅因圖像數據量大而造成大量問題，同時在圖像數據的傳輸過程中也因為網路帶寬的限制而極大的制約著網路多媒體技術的發展。網路通信技術的飛速發展，使得網路上傳輸的數據量將越來越多，數據的復雜度也越來越大。單純靠增加通信干線的傳輸率的辦法是不現實的。但是如果能通過數據壓縮手段把信息數據量壓縮下來，以壓縮的形式存儲和傳輸，即節約了存儲空間，又提高了通信干線的傳輸效率，同時也使計算機能實時處理高質量的音頻、視頻信息。通過壓縮圖像數據，最直接的後果就是減少了傳輸圖像所需的帶寬，同時不需要額外的物理設備和存儲容量，便可達到傳輸更多，更精確的信息，從而減少了一系列問題。使用圖形、聲音、動畫、活動圖像等多媒體信息時，特別是具有較高的質量要求時，不僅需要佔用相當大的存儲空間，而且需要相當高的數據傳輸率。因此可以看出，對靜態圖像進行壓縮是絕對必要的。

D. BMP圖像壓縮演算法

BMP是Windows下的點陣圖文件，屬於完全不壓縮的圖片文件，包含的是圖片每個像素點對點的信息。 rgb三通道24位的話每通道是8位，也就是2的8次方的小位元組（8b=1B，1024B=1KB），即為每個點的每個通道可以有2的8次方種顏色，一個像素所包含的顏色就是2的24次方種。可以根據圖像的像素和位深標準的計算出圖片的大小。但是jpg等等這種壓縮文件只能大概估計文件有多大無法精確計算的。 比如1600*1200圖片24位的：
每個像素的每個通道有8b,即為2的8次方級灰階，佔用空間為1B，三個通道就是3B，這個圖的大小即為3*1600*1200B
換算成M的話就是3*1600*1200/1024/1024=5.4931640625M

E. 你認為圖像壓縮的方式有哪些

去除多餘數據·以數學的觀點來看，這一過程實際上就是將二維像素陣列變換為一個在統計上無關聯的數據集合，圖像壓縮是指以較少的比特有損或無損地表示原來的像素矩陣的技術，也稱圖像編碼·減少表示數字圖像時需要的數據量。圖像數據之所以能被壓縮，就是因為數據中存在著冗餘。圖像數據的冗餘主要表現為：圖像中相鄰像素間的相關性引起的空間冗餘；圖像序列中不同幀之間存在相關性引起的時間冗餘；不同彩色平面或頻譜帶的相關性引起的頻譜冗餘。數據壓縮的目的就是通過去除這些數據冗餘來減少表示數據所需的比特數。由於圖像數據量的龐大,在存儲、傳輸、處理時非常困難,因此圖像數據的壓縮就顯得非常重要。信息時代帶來了「信息爆炸」，使數據量大增，因此，無論傳輸或存儲都需要對數據進行有效的壓縮。在遙感技術中，各種航天探測器採用壓縮編碼技術，將獲取的巨大信息送回地面。圖像壓縮是數據壓縮技術在數字圖像上的應用，它的目的是減少圖像數據中的冗餘信息從而用更加高效的格式存儲和傳輸數據。圖像壓縮可以是有損數據壓縮也可以是無損數據壓縮。對於如繪制的技術圖、圖表或者漫畫優先使用無損壓縮，這是因為有損壓縮方法，尤其是在低的位速條件下將會帶來壓縮失真。如醫療圖像或者用於存檔的掃描圖像等這些有價值的內容的壓縮也盡量選擇無損壓縮方法。有損方法非常適合於自然的圖像，例如一些應用中圖像的微小損失是可以接受的（有時是無法感知的），這樣就可以大幅度地減小位速。將色彩空間化減到圖像中常用的顏色。所選擇的顏色定義在壓縮圖像頭的調色板中，圖像中的每個像素都用調色板中顏色索引表示。這種方法可以與 抖動(en:dithering)一起使用以模糊顏色邊界。色度抽樣，這利用了人眼對於亮度變化的敏感性遠大於顏色變化，這樣就可以將圖像中的顏色信息減少一半甚至更多。變換編碼，這是最常用的方法。

F. 請說出幾種圖像壓縮的演算法，並比較優缺點，謝謝了

jpg：有損壓縮，清晰度高，文件小，常用格式。png：有損壓縮，清晰度高，文件小，帶alpha通道，常用格式。tga：高保真，帶alpha通道，文件比較大，視頻製作常用

G. 圖像壓縮比如何計算

壓縮比=壓縮前所佔空間大小/實際所佔空間大小
圖像數據量=圖像的總像素*圖像位深度/8（Byte）
圖像的總像素=水平方向像素*垂直方向像素數
eg：有張jpeg格式的圖像，其實際佔用空間為160KB，該圖像的壓縮比
圖像信息
解析度 1024*512
寬度 1024像素
高度 512像素
水平解析度 96dpi
垂直解析度 96 dpi
位深度 24
壓縮前所佔空間大小=1024*512*24/8=1536KB
壓縮比=1536/160=9.6
9.6:1

H. 在圖像處理中有哪些演算法

1、圖像變換：

由於圖像陣列很大，直接在空間域中進行處理，涉及計算量很大。採用各種圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散餘弦變換等間接處理技術，將空間域的處理轉換為變換域處理，可減少計算量，獲得更有效的處理。它在圖像處理中也有著廣泛而有效的應用。

2、圖像編碼壓縮：

圖像編碼壓縮技術可減少描述圖像的數據量，以便節省圖像傳輸、處理時間和減少所佔用的存儲器容量。

壓縮可以在不失真的前提下獲得，也可以在允許的失真條件下進行。

編碼是壓縮技術中最重要的方法，它在圖像處理技術中是發展最早且比較成熟的技術。

3、圖像增強和復原：

圖像增強和復原的目的是為了提高圖像的質量，如去除雜訊，提高圖像的清晰度等。

圖像增強不考慮圖像降質的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細節明顯；如強化低頻分量可減少圖像中雜訊影響。

4、圖像分割：

圖像分割是數字圖像處理中的關鍵技術之一。

圖像分割是將圖像中有意義的特徵部分提取出來，其有意義的特徵有圖像中的邊緣、區域等，這是進一步進行圖像識別、分析和理解的基礎。

5、圖像描述：

圖像描述是圖像識別和理解的必要前提。

一般圖像的描述方法採用二維形狀描述，它有邊界描述和區域描述兩類方法。對於特殊的紋理圖像可採用二維紋理特徵描述。

6、圖像分類：

圖像分類屬於模式識別的范疇，其主要內容是圖像經過某些預處理（增強、復原、壓縮）後，進行圖像分割和特徵提取，從而進行判決分類。

圖像分類常採用經典的模式識別方法，有統計模式分類和句法模式分類。

(8)圖像數據壓縮演算法擴展閱讀：

圖像處理主要應用在攝影及印刷、衛星圖像處理、醫學圖像處理、面孔識別、特徵識別、顯微圖像處理和汽車障礙識別等。

數字圖像處理技術源於20世紀20年代，當時通過海底電纜從英國倫敦到美國紐約傳輸了一幅照片，採用了數字壓縮技術。

數字圖像處理技術可以幫助人們更客觀、准確地認識世界，人的視覺系統可以幫助人類從外界獲取3/4以上的信息，而圖像、圖形又是所有視覺信息的載體，盡管人眼的鑒別力很高，可以識別上千種顏色，

但很多情況下，圖像對於人眼來說是模糊的甚至是不可見的，通過圖象增強技術，可以使模糊甚至不可見的圖像變得清晰明亮。

I. 圖象的壓縮演算法有那些

比較常見的有JPEG 也就是JPG的壓縮演算法GIF的索引色壓縮演算法PNG使用從LZ77派生的無損數據壓縮演算法TIFF用的是7z演算法這只是常用圖形文件的壓縮演算法 更詳細的就需要查資料了 我記不住。。

J. 圖像格式有哪些壓縮

PCX
支持內部壓縮。
TIFF支持多種編碼方法，其中包括RGB無壓縮、RLE壓縮及JPEG壓縮等。
GIF圖像文件的數據是經過壓縮的，而且是採用了可變長度等壓縮演算法。
JPEG格式是目前網路上最流行的圖像格式，是可以把文件壓縮到最小的格式，
TGA格式支持壓縮，使用不失真的壓縮演算法。是一種比較好的圖片格式
PNG
支持高級別無損耗壓縮。