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舊 2003-11-14, 11:36 AM   #1
psac
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註冊日期: 2002-12-07
住址: 木柵市立動物園
文章: 17381
現金: 5253 金幣
資產: 33853 金幣
預設 全面瞭解數位相機的影像存儲格式

   一幅現實世界的圖像經由數位相機進行原始採集,數字化後便需要以圖像文件的形式存儲於閃存卡或磁牒中,然後才能被電腦處理。早期,各種圖像的存儲都由其採集者自行定義格式。隨著電腦圖像技術的發展,各領域逐漸出現了流行的圖像格式標準,如公用領域常用的GIF文件格式,PC機上的PCX文件格式,數位相機上常用的JPEG、 TIFF、BMP、PNG等文件格式。
臏`的來說,有兩種截然不同的圖像格式類型: 即有損壓縮和無損壓縮。
1.有損壓縮
礎雪l壓縮可以減少圖像在記憶體和磁牒中佔用的空間,在螢幕上觀看圖像時,不會發現它對圖像的外觀產生太大的不利影響。因為人的眼睛對光線比較敏感,光線對景物的作用比顏色的作用更為重要,這就是有損壓縮技術的基本依據。
礎雪l壓縮的特點是保持顏色的逐漸變化,刪除圖像中顏色的突然變化。生物學中的大量實驗證明,人類大腦會利用與附近最接近的顏色來填補所丟失的顏色。例如,對於藍色天空背景上的一朵白雲,有損壓縮的方法就是刪除圖像中景物邊緣的某些顏色部分。當在·螢幕上看這幅圖時,大腦會利用在景物上看到的顏色填補所丟失的顏色部分。利用有損壓縮技術,某些資料被有意地刪除了,而被取消的資料也不再恢復。
繕L可否認,利用有損壓縮技術可以大大地壓縮檔案的資料,但是會影響圖像品質。如果使用了有損壓縮的圖像僅在螢幕上顯示,可能對圖像品質影響不太大,至少對於人類眼睛的識別程度來說區別不大。可是,如果要把一幅經過有損壓縮技術處理的圖像用高解析度列印機列印出來,那麼圖像品質就會有明顯的受損痕跡。
2.無損壓縮
繕L損壓縮的基本原理是相同的顏色信息只需儲存一次。壓縮圖像的軟體首先會確定圖像中哪些區域是相同的,哪些是不同的。包括了重複資料的圖像(如藍天)就可以被壓縮,只有藍天的起始點和終結點需要被記錄下來。但是藍色可能還會有不同的深淺,天空有時也可能被樹木、山峰或其他的對象掩蓋,這些就需要另外記錄。從本質上看,無損壓縮的方法可以刪除一些重複資料,大大減少要在磁牒上儲存的圖像尺寸。但是,無損壓縮的方法並不能減少圖像的記憶體佔用量,這是因為,當從磁牒上讀取圖像時,軟體又會把丟失的像素用適當的顏色信息填充進來。如果要減少圖像佔用記憶體的容量,就必須使用有損壓縮方法。
繕L損壓縮方法的優點是能夠比較好地儲存圖像的質量,但是相對來說這種方法的壓縮率比較低。但是,如果需要把圖像用高解析度的列印機列印出來,最好還是使用無損壓縮幾乎所有的圖像文件都採用各自簡化的格式名作為文件副檔名。從副檔名就可知道這幅圖像是按什麼格式存儲的,應該用什麼樣的軟體去讀寫等等。

  一、BMP圖像文件格式
鮫MP是一種與硬體設備無關的圖像文件格式,使用非常廣。它採用位映射存儲格式,除了圖像深度可選以外,不採用其他任何壓縮,因此,BblP文件所佔用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存儲資料時,圖像的掃瞄方式是按從左到右、從下到上的順序。
瞼悕譒MP文件格式是Windows環境中交換與圖有關的資料的一種標準,因此在Windows環境中執行的圖形圖像軟體都支持BMP圖像格式。
穡憳洩慷MP圖像文件由三部分組成:位圖文件頭資料結構,它包含BMP圖像文件的類型、顯示內容等信息;位圖信息資料結構,它包含有BMP圖像的寬、高、壓縮方法,以及定義顏色等信息。
二、 PCX圖像文件格式
嚕CX這種圖像文件的形成是有一個發展程序的。最先的PCX雛形是出現在ZSOFT公司推出的名叫PC PAINBRUSH的用於繪畫的商業軟體包中。以後,微軟公司將其移植到 Windows環境中,成為Windows系統中一個子功能。先在微軟的Windows3.1中廣泛套用,隨著Windows的流行、昇級,加之其強大的圖像處理能力,使PCX同GIF、TIFF、BMP圖像文件格式一起,被越來越多的圖形圖像軟體工具所支持,也越來越得到人們的重視。
嚕CX是最早支持彩色圖像的一種文件格式,現在最高可以支持256種彩色,如圖4-25所顯示,顯示256色的彩色圖像。PCX設計者很有眼光地超前引入了彩色圖像文件格式,使之成為現在非常流行的圖像文件格式。
PCX圖像文件由文件頭和實際圖像資料構成。文件頭由128字元組成,描述版本信息和圖像顯示設備的橫向、縱向解析度,以及調色板等信息:在實際圖像資料中,表示圖像資料類型和彩色類型。PCX圖像文件中的資料都是用PCXREL技術壓縮後的圖像資料。
嚕CX是PC機畫筆的圖像文件格式。PCX的圖像深度可選為l、4、8bit。由於這種文件格式出現較早,它不支持真彩色。PCX文件採用RLE行程編碼,文件體中存放的是壓縮後的圖像資料。因此,將採集到的圖像資料寫成PCX文件格式時,要對其進行RLE編碼:而讀取一個PCX文件時首先要對其進行RLE解碼,才能進一步顯示和處理。

  三、TIFF圖像文件格式
嬸IFF(TaglmageFileFormat)圖像文件是由Aldus和Microsoft公司為桌上出版系統研製開發的一種較為通用的圖像文件格式。TIFF格式靈活易變,它又定義了四類不同的格式:TIFF-B適用於二值圖像:TIFF-G適用於黑白灰度圖像;TIFF-P適用於帶調色板的彩色圖像:TIFF-R適用於RGB真彩圖像。
嬸IFF支持多種編碼方法,其中包括RGB無壓縮、RLE壓縮及JPEG壓縮等。
嬸IFF是現存圖像文件格式中最複雜的一種,它具有擴展性、方便性、可改性,可以提供給IBMPC等環境中執行、圖像編輯程序。
嬸IFF圖像文件由三個資料結構組成,分別為文件頭、一個或多個稱為IFD的包含標記游標的目錄以及資料本身。
嬸IFF圖像文件中的第一個資料結構稱為圖像文件頭或IFH。這個結構是一個TIFF文件中唯一的、有類BIOS位置的部分;IFD圖像文件目錄是一個字元長度可變的信息塊,Tag標記是TIFF文件的核心部分,在圖像文件目錄中定義了要用的所有圖像參數,目錄中的每一目錄條目就包含圖像的一個參數。
四、 GIF文件格式
麋IF(Graphics Interchange Format)的原義是「圖像互換格式」,是CompuServe公司在 1987年開發的圖像文件格式。GIF文件的資料,是一種關於LZW算法的連續色調的無損壓縮格式。其壓縮率一般在50%左右,它不屬於任何應用程式。目前幾乎所有相關軟體都支持它,公共領域有大量的軟體在使用GIF圖像文件。
麋IF圖像文件的資料是經過壓縮的,而且是採用了可變長度等壓縮算法。所以GIF的圖像深度從lbit到8bit,也即GIF最多支持256種色彩的圖像。GIF格式的另一個特點是其在一個GIF文件中可以存多幅彩色圖像,如果把存於一個文件中的多幅圖像資料逐幅讀出並顯示到螢幕上,就可構成一種最簡單的動畫。
麋IF解碼較快,因為採用隔行存放的GIF圖像,在邊解碼邊顯示的時候可分成四遍掃瞄。第一遍掃瞄雖然只顯示了整個圖像的八分之一,第二遍的掃瞄後也只顯示了14,但這已經把整幅圖像的概貌顯示出來了。在顯示GIF圖像時,隔行存放的圖像會給您感覺到它的顯示速度似乎要比其他圖像快一些,這是隔行存放的優點。

  五、JPEG文件格式
黜PEG是Joint Photographic Experts Group(聯合圖像專家組)的縮寫,文件後輟名為「.jpg」或「.jpeg」,是最常用的圖像文件格式,由一個軟體開發聯合會組織制定,是一種有損壓縮格式,能夠將圖像壓縮在很小的儲存空間,圖像中重複或不重要的資料會被丟失,因此容易造成圖像資料的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例,將使最終解壓縮後恢復的圖像品質明顯降低,如果追求高品質圖像,不宜採用過高壓縮比例。但是JPEG壓縮技術十分先進,它用有損壓縮方式去除冗余的圖像資料,在獲得極高的壓縮率的同時能展現十分豐富生動的圖像,換句話說,就是可以用最少的磁牒空間得到較好的圖像品質。而且 JPEG是一種很靈活的格式,具有調節圖像品質的功能,允許用不同的壓縮比例對文件進行壓縮,支持多種壓縮級別,壓縮比率通常在10:1到40:1之間,壓縮比越大,品質就越低;相反地,壓縮比越小,品質就越好。比如可以把1.37Mb的BMP位圖文件壓縮至20.3KB。當然也可以在圖像品質和文件尺寸之間找到平衡點。JPEG格式壓縮的主要是高頻信息,對色彩的信息保留較好,適合套用於網際網路,可減少圖像的傳輸時間,可以支持24bit真彩色,也普遍套用於需要連續色調的圖像。
黜PEG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,在 Photoshop軟體中以JPEG格式儲存時,提供11級壓縮級別,以0—10級表示。其中0級壓縮比最高,圖像品質最差。即使採用細節幾乎無損的10級質量儲存時,壓縮比也可達 5:1。以BMP格式儲存時得到4.28MB圖像文件,在採用JPG格式儲存時,其文件僅為178KB,壓縮比達到24:1。經過多次比較,採用第8級壓縮為存儲空間與圖像品質兼得的最佳比例。
黜PEG格式的套用非常廣泛,特別是在網路和光碟讀物上,都能找到它的身影。目前各類瀏覽器均支持JPEG這種圖像格式,因為JPEG格式的文件尺寸較小,下載速度快。
黜PEG2000作為JPEG的昇級版,其壓縮率比JPEG高約30%左右,同時支持有損和無損壓縮。JPEG2000格式有一個極其重要的特徵在於它能實現漸進傳輸,即先傳輸圖像的輪廓,然後逐步傳輸資料,不斷提高圖像品質,讓圖像由朦朧到清晰顯示。此外,JPEG2000還支持所謂的「感興趣區域」特性,可以任意指定影像上感興趣區域的壓縮質量,還可以選項指定的部分先解壓縮。
黜PEG2000和JPEG相比優勢明顯,且向下相容,因此可取代傳統的JPEG格式。JPEG2000即可套用於傳統的JPEG市場,如掃瞄儀、數位相機等,又可套用於新興領域,如網路傳輸、無線通訊等等。

  六、TGA格式
嬸GA格式(Tagged Graphics)是由美國Truevision公司為其顯示卡開發的一種圖像文件格式,文件後面為「.tga」,已被國際上的圖形、圖像工業所接受。TGA的結構比較簡單,屬於一種圖形、圖像資料的通用格式,在多媒體領域有很大影響,是電腦產生圖像向電視轉換的一種首選格式。
TGA圖像格式最大的特點是可以做出不規則形狀的圖形、圖像文件,一般圖形、圖像文件都為四方形,若需要有圓形、菱形甚至是縷空的圖像文件時,TGA可就派上用場了! TGA格式支持壓縮,使用不失真的壓縮算法。 .
七、EXIF格式
鴻XIF的格式是1994年富士公司提倡的數位相機圖像文件格式,其實與JPEG格式相同,區別是除儲存圖像資料外,還能夠存儲攝影日期、使用光圈、快門、閃光燈資料等曝光資料和附帶信息以及小尺寸圖像。
八、 FPX圖像文件格式
鴿PX圖像文件格式(副檔名為fpx)是由柯達、微軟、HP及Live PictureInc聯合研製,並於1996年6月正式發表,FPX是一個擁有多重分辯率的影像格式,即影像被儲存成一系列高低不同的分辯率,這種格式的好處是當影像被放大時仍可維持影像的質素,另外,當修飾FPX影像時,只會處理被修飾的部分,不會把整幅影像一併處理,從而減小處理器及記憶體的負擔,使影像處理時間減少。
九、SVG格式
壘VG是可縮放的矢量圖形格式。它是一種開放標準的矢量圖形語言,可任意放大圖形顯示,邊緣異常清晰,文字在SVG圖像中保留可編輯和可搜尋的狀態,沒有字體的限制,產生的文件很小,下載很快,十分適合用於設計高解析度的Web圖形頁面。
十、PSD文件格式
糧o是Photoshop圖像處理軟體的專用文件格式,文件副檔名是.psd,可以支持圖層、通道、蒙板和不同色彩模式的各種圖像特徵,是一種非壓縮的原始文件儲存格式。掃瞄儀不能直接產生該種格式的文件。PSD文件有時容量會很大,但由於可以保留所有原始信息,在圖像處理中對於尚未製作完成的圖像,選用PSD格式儲存是最佳的選項。

  十一、CDR文件格式
鮪DR格式是著名繪圖軟體CorelDRAW的專用圖形文件格式。由於CorelDRAW是矢量圖形繪製軟體,所以CDR可以記錄文件的內容、位置和分頁等。但它在相容度上比較差,所有CorelDraw應用程式中均能夠使用,但其他圖像編輯軟體打不開此類文件。
十二、PCD文件格式
嚕CD是Kodak PhotoCD的縮寫,文件副檔名是.pod,是Kodak開發的一種Photo CD文件格式,其他軟體系統只能對其進行讀取。該格式使用YCC色彩模式定義圖像中的色彩。YCC和CIE色彩空間包含比顯示器和列印設備的RGB色和CMYK色多得多的色彩。PhotoCD圖像大多具有非常高的質量。
十三、DXF文件格式
鮭XF是Drawing Exchange Format的縮寫,副檔名是.dxf,是AutoCAD中的圖形文件格式,它以ASCII方式儲存圖形,在表現圖形的大小方面十分精確,可被CorelDraw和3DS等大型軟體使用編輯。
十四、UFO文件格式
瞼收O著名圖像編輯軟體Ulead Photolmapct的專用圖像格式,能夠完整地記錄所有 Photolmapct處理過的圖像內容。值得一提的是,UFO文件以對像來替代圖層記錄圖像信息。
十五、EPS文件格式
鴻PS是Encapsulated PostScript的縮寫,是跨平台的標準格式,副檔名在PC平台上是.eps,在Macintosh平台上是.epsf,主要用於矢量圖像和光柵圖像的存儲。EPS格式採用 PostScript語言進行描述,並且可以儲存其他一些類型信息,例如多色調曲線、Alpha通道、分色、剪輯路徑、連上網路信息和色調曲線等,因此EPS格式常用於印刷或列印輸出。Photoshop中的多個EPS格式選項可以實現印刷列印的綜合控制,在某些情況下甚至優於TIFF格式。
十六、PNG圖像文件格式
嚕NG(Portable Networf Graphics)的原名稱為「可移植性網路圖像」,是網上接受的最新圖像文件格式。PNG能夠提供長度比GIF小30%的無損壓縮圖像文件。它同時提供24位和48位真彩色圖像支持以及其他諸多技術性支持。由於PNG非常新,所以目前並不是所有的程序都可以用它來存儲圖像文件,但Photoshop可以處理PNG圖像文件,也可以用PNG圖像文件格式存儲。
psac 目前離線  
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舊 2003-11-21, 08:33 PM   #2 (permalink)
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