图像文件压缩技巧-大学计算机基础　

对数字图像进行压缩通常利用两个基本原理：

·数字图像的相关性：在图像的同一行相邻像索之间、活动图像的相邻帧的对应像素之间往往存在很强的相关性，去除或减少这些相关性，也就去除或减少图像信息中的冗余度，即实现了对数字图像的压缩。

·人的视觉心理特征：人类的视觉对于边缘急剧变化不敏感（视觉掩盖效应），对颜色分辨力弱，利用这些特征可以在相应部分适当降低编码精度，而使人从视觉上并不感觉到图像质量的下降，从而达到对数字图像压缩的目的。

为了解决图像信息的数据压缩问题，很多组织机构进行了大量的研究开发工作，并在此基础上推出了许多图像信息压缩方法，涌现了大量的图像处理软件。当使用这些图像处理软件时，需要保存为一定格式的图像文件，不同的图像文件格式就反映了不同图像信息的压缩方法。下面简单介绍几种重要的图像编码。

（1）“游程长度编码”（run—length encoding，RLE）是一种典型的图像文件压缩方法。现实世界中经常存在这样的图像：具有许多颜色相同的图块。对于这些图块，许多连续（其顺序是：先左而右，后上而下）的像素点都具有相同的颜色。对于这些图像，无需存储每个像素点的颜色值，而只需存储一个像素的颜色值以及具有相同颜色值的像素数目，以此来达到图像文件压缩的目的。例如，字符串AAABCDDDDDDDDBBBBB，利用RLE原理可以压缩为3ABC8D5B。

使用RLE的缩算法所能获得的压缩比的大小，主要依赖于图像信息的特点。显然，图像中具有相同颜色的图像块越大，即游程长度越长，压缩比越大。当进行解压缩时，参考压缩规则，还原后得到的数据与压缩前的图像数据完全相同，没有丝毫损失，因此，RLE是一种无损压缩技术。

RLE的方法特别适用于有大块颜色相同的图像，许多图像文件都使用该方法进行压缩。但是，RLE方法对于颜色丰富的自然图像是不适用的。这是因为，在彩色图像中，同一行上具有相同颜色的连续像素的数目很小，而连续几行具有相同颜色值的情况就较为少见。此时，如果使用“游程长度编码”方法，不仅不能达到对图像压缩的目的，有时可能使得压缩后的图像数据比原来的图像数据更大。但这并不是说RLE编码方法不适用于自然图像的压缩，相反，在自然图像的压缩中少不了RLE，只不过是不能单纯使用RLE一种编码方法，需要和其他的压缩编码技术联合应用。RLE编码简单直观，编码/解码速度快，因此许多图形和视频文件，如.BMP、.TIFF及AVI等格式文件的压缩均采用此方法。(www.xing528.com)

（2）霍夫曼编码是一种基于统计特性的编码方法。霍夫曼编码使用变长编码表对源符号（如文件中的一个字母）进行编码，其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的，出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低，从而达到无损压缩数据的目的。

（3）预测编码，是一种有损压缩。根据离散信号之间存在着一定关联性的特点，利用前面一个或多个信号预测下一个信号进行，然后对实际值和预测值的差（预测误差）进行编码，这就是差分编码（DPCM）。如果预测比较准确，误差就会很小。在同等精度要求的条件下，就可以用比较少的比特进行编码，达到压缩数据的目的。

以.tif、.png、.gif和.jpg为文件扩展名的文件包含已存储为压缩格式的位图图像，用于打开和保存这些文件的图像软件本身就包含压缩和解压缩这些文件的程序代码。压缩和解压缩过程是自动进行的。

被压缩的图像文件格式也分为有损压缩和无损压缩。无损压缩会“抛弃”图像部分原来的数据；从理论上讲，人眼感觉不到这种信息丢失。把普通彩色照片保存成为JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）格式、GIF（图像交换格式）格式就使用有损压缩，用于普通照片和网络应用。而TIFF（Tag Image File Format，带标志的图像文件格式）、PNG（Portable Network Graphic Format，可移植网络图形格式）就是无损压缩，用于出版、打印等高质量图片处理。

当存储图像时，大部分图像软件会让用户选择图像的存储格式。图像一旦使用压缩格式进行存储后，压缩软件很难再把它变小。而以未压缩格式（如BMP格式）存储的图像使用压缩软件压缩时可以达到很高的压缩比。