为了节省计算机资源,减小存储容量和降低数据传输率,适应Web等环境的图像文件运行,需要削减数字文件的大小,压缩文件以适应不同环境的需要。
、有损压缩与无损压缩
图像文件的压缩分为有损压缩和无损压缩两种类型:
(1)无损压缩算法是为保留原始图像而设计的。在无损压缩中,图像数据在压缩或解压缩过程中不会改变或损失,解压缩产生的数据是对原始对象的完整复制。使用无损压缩的方法不能节省存储空间,但能够比较好地保存图像的质量。
(2)有权技术通过去掉图像细节来压缩图像,其基本原理是保持颜色的逐渐变化,删除图像中颜色的突然变化。使用有损压缩,图像中的某些数据将被删除而不能冉恢复。利用有损压缩技术可以大大地压缩文件的数据,节省储存空间,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,但是如果要把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。
二、常用的压缩技术
数字文件压缩的实质,是对文件的数据压缩,它可分成两类:整个文件压缩和文件内结构的压缩,整个文件压缩要使用专用的压缩程序,如Windows中的WinZip等。它们对文件从头到层全面压缩,从而产生个新文件,适用于长期存储、互联网上传输长篇文本和大量图片。但它必须要用解压缩程序进行解压缩处理,不然无法使用。
常用的文件内部结构压缩方式有RLE压缩、LZW压缩和JPEG压缩,它们与ZIP压缩不同,本身不是种程序,而包含在相应的文件格式中。
1、RLE压缩
RLE压缩是种无损压缩。RLE是种运行长度编码的压缩方案,全称是RunLength Encodeing,它是压缩文件时容易直观的压缩方法。RLE压缩通过将串连续的相同数据转化为特定的格式以达到压缩的目的。简单地说,它是在读出点阵图的每个像素时,如果遏上有几个连续的同值像素,就不再记录每个像素的颜色值,而只记录共有几个像素具有哪种相同的颜色值。
RLE压缩股包含在Windows的BMP文件格式里,它适合图像为4位—8位的颜色时采用,Windows的壁纸及桌面团标是它的常用形式。另外,Pcx格式也把RLE压缩方式定为默认方法。
由于RLE压缩的特点,它对于黑白点阵图的画面中含有大块相同颜色的图案型点阵图的压缩有效,而对于灰度图和彩色照片类的色彩复杂、细腻的图像压缩效果不好,这是由于它只能压缩长串相同颜色的像素的缘故。
2、LZW压缩
LZW(Lempel Ziv Welch)压缩是以研制者的名字来命名的,LZW压缩是种先进的数据压缩技术,由于LZW压缩替代的是数据串,而不涉及点阵图具体的各个像素,它的压缩是完全无损的压缩。
LZW压缩的工作原理是读出点阵图的像素值,然后建立个相应的编码表,记录它所发现的重复图案的数字串。LZW压缩对于简单图像和平滑且噪声小的信号源具有较高的压缩比,适合压缩有大块相同色彩或重复颜色图案的点阵图,图片中相同的色彩越多,压缩比就越大,大时可压缩到原文件的1/10。
LZW压缩包含在TIFF和GIF文件格式中,在TIFF中,LZW压缩只是个选项,可执行可不执行;而在GIF文件格式中,它作为默认方式存在。
3、JPEG压缩
与RLE和LZW不同的是,JPEG压缩既是种压缩方案,又是种文件格式,并且是所有压缩格式中卓越的,较常用的图像格式,也是Internet上常用的数字图形文件格式。
JPEG格式支持真彩色,文件较小,在保存时能够将人眼无法分辨的部分别除,以节省储存空间,但这些被删除的部分无法在解压时还原,所以JPEG压缩是种有损压缩,并不适合放大观看,输出成品的品质也会受到影响。个压缩后的JPEG文件可以缩小到原来的5%。随着压缩比的增大,文件丢失的数据就越多。而且,JPEG是种累积压缩方案,可以在它上面累加压缩,每当把数字图形存为JPEG格式时,程序都会再次对它进行压缩。JPEG格式的大优点是所占的存储空间比其他格式的图像文件小得多,JPEG格式可以实现Windows文件和Macintosh文件之间的交流。
在万维网和其他网上服务的HTML(超文本标记语言)文档中,JPEG普遍用于显示图片和其他连续色调的图像文档。JPEG图像在打开时自动解压缩。高等级的压缩会导致较低的图像品质,低等级的压缩则生成较高的图像品质。在大多数情况下,采用“佳”品质选项产生的压缩效果与原因几乎没有什么区别。