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图像

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图像类型

图像类型 像素的组成 像素深度(位数) 颜色空间
单色图像 黑白图像 仅1个分量 1位 不使用
灰度图像 仅1个分量 2～12位 不使用
彩色图像 彩色图像 3个分量以上 8～36位 RGB，CMY，YUV等
  1. 黑白图像 每个像素仅包含**1个亮度分量**，且仅用1个二进位，即亮（1）与不亮（0），表示黑（1）与白（0）**2种**颜色

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  1. 灰度图像 每个像素也仅包含**1个亮度分量**，通过8~12个二进位来表示**\(2^{n}\)种**亮度

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  1. 彩色图像 每个像素一般有**3个亮度分量**，分别表示3个基色（红R、绿G、蓝B）的亮度，通过三基色不同亮度的组合来表示不同的颜色。 假设3个分量分别用n,m,k个二进位表示，则可表示\(2^{n+m+k}\)种不同的颜色 其中，每个亮度分量用8个二进位，共24个二进位，可表示\(2^{24}\)种颜色的彩色图像成为真彩色图像

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图像采样

将一张图像在水平和垂直方向上等间距划分成若干网格，即确定用多少像素点来描述图像

  1. 像素点：是组成图像的最小单位

  2. 分辨率：度量图像精细程度的指标，分辨率 = 水平像素数 x 垂直像素数 对同一尺寸的一幅图，像素数目越多，图像分辨率越高，图像越精细，但存储量也越大 在显示比例相同时，显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比

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图像量化

将像素点的采样值进行分级，实现用有限的数近似地表示连续变化的采样值。颜色分级越多，图像质量越好。 由于计算机内部只能存储二进制数据，因此应将每一级颜色用二进制表示，如四级颜色至少需要2位二进制数表示，而8级颜色需要3位二进制数表示 像素深度（颜色深度）：像素点的所有颜色分量的二进位数目之和，即量化位数。像素深度越多，能表示的颜色种类越多，但占用的储存空间越大 如下图中用八级颜色表示该图像，每个像素用3位二进制数来代表一种颜色，量化位数为3，像素深度为3，每个像素点存储占用3bit

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图像编码

名称 压缩编码方法 性质 典型应用 开发公司(组织)
BMP RLE(行程长度编码) 无损 Windows应用程序 Microsoft
TIF RLE,LZW(字典编码) 无损 桌面出版 Aldus，Microsoft
GIF LZW 无损 因特网 CompuServe
JPEG DCT(离散余弦变换)，Huffman编码 大多数为有损 因特网,数码相机等 ISO/IEC
JP2 小波变换，算术编码 无损/有损 医学应用等 ISO/IEC

确定数据排列规则，生成相应格式的文件

常见格式类型：bmp、jpg/jpeg、png、gif

  1. bmp 是Windows操作系统下使用的一种标准图像格式，支持单色、16色、256色、真彩色图像，可以进行无损压缩，也可不压缩，非压缩的BMP文件是一种通用的图像文件格式，几乎所有Windows 应用软件都能支持，保留了原始的所有信息，占用的存储空间也相对较大

  2. jpg/jpeg 是一种有损压缩的格式，是静止图像数据压缩编码的国际标准，它去除了我们肉眼中不可分辨的内容，从而提高压缩比，降低存储容量，是非常常见的图像格式，特别适合各种连续色调的彩色或灰度图像。最新标准是JPEG2000（图像文件扩展名是 .jp2 ），它采用更先进的技术，可取得更好的效果

  3. png 是一种无损压缩格式，通过优化数据排列算法提高压缩比，生成的文件体积也较小，同时可支持透明效果

  4. gif 是一种比较常用的动态图像格式，最多支持256色，适合用作插图、剪贴画等色彩数要求不高的场合，文件特别小，适合网络传输，网络上的动态表情包一般都是gif格式。具有累进显示功能，适合网络浏览器观看；能支持透明背景（JPEG不支持）；能支持动画；不适合真彩色图片

图像数据量

数据量=水平分辨率×垂直分辨率×像素深度／8（B）

图像大小 8位(256色) 16位(65536色) 24位(真彩色)
640×480 300 KB 600 KB 900 KB
1024×768 768 KB 1.5 MB 2.25 MB
1280×1024 1.25 MB 2.5 MB 3.75 MB

视频

视频是由一定速率播放的图像序列，每一幅图像为1帧，即图像是离散的视频，视频是连续的图像

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视频采样

  1. 确定每秒多少张图像：帧速率（FPS），视频每秒刷新的图片张数，单位帧每秒 帧速率小于24帧每秒，人 眼会感觉画面卡顿；超过24帧每秒，人眼难以分辨流畅度

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  1. 图像数字化 分辨率：720P（1280 x 720）、1080P（1920 x 1080）、2K（2560 x 1440）、4K（3840 x 2160）

视频量化

即对视频的每一帧图像分别进行量化

视频编码

通过特定的视频压缩技术，将采样和量化过程中所获得的数据组合成相应格式的视频文件

常见格式类型：AVI、MOV、FLV、MP4

  1. AVI 是微软推出的一种多媒体文件格式，这种视频格式的优点是图像质量好，经常被我们使用，但文件体积过于庞大

  2. MOV 是苹果公司开发的一种音视频文件格式，具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度、支持跨平台等特点，大部分摄像机、数码相机采用该格式来存储拍摄数字视频

  3. FLV 是一种流媒体格式，由于它形成的文件极小、加载速度极快，很多网络观看的视频文件都是用这种格式

  4. MP4(MPEG-4) 是为了播放流媒体的高质量视频而专门设计的，以求使用最少的数据获得最佳的图像质量 现阶段，我们在网络上看到的视频大多数是mp4格式，可以说是目前最广泛使用的一种视频格式

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