影像百科-显微镜拍摄照片与静态影像压缩技术
静态影像是指画面静止的影像,常见的压缩技术包括:JPEG、TIFF、GIF、BMP等,可以分为两大类:
>失真压缩(Information loss)
采用“离散馀弦转换(DCT:Discrete Cosine Transform)”的数学运算,压缩比高,压缩以后档案比较小,压缩30倍(压缩比1:30)仍然能够获得高品质的影像,主要应用在网际网路及一般图形显示,例如:JPEG。
>无失真压缩(Information lossless)
采用“差值脉码调变(DPCM:Differential PCM)”的数学运算, 压缩比低,压缩以后档案比较大,通常大约压缩10倍(压缩比1:10),主要应用在医学影像、档案保存,例如:TIFF。
值的注意的是,使用失真压缩则影像的细部会产生变化,所以显微镜拍摄医学影像都必须使用无失真压缩,而且一但使用失真压缩则无法再恢复原本正确的图形,所以我们必须使用无失真压缩来保存重要的图片。完全没有压缩的影像称为“原始资料(Raw data)”,档案非常大,通常使用在高级的数位单眼像机(DSLR:Digital Single Lens Reflex camera),用来保存原始照片档案。下面我们将以目前应用较广的JPEG压缩技术来说明静态影像的压缩原理。
空间冗馀(Spatial redundancy)
当我们观察一张静态影像(照片),会发现照片上其实有许多没有用处的资讯,例如:第一个画素与第二个画素颜色相差很少,而且画素本身又很小,所以两个画素可以当成同一种颜色来储存,人类的肉眼也很难分辨出来,这种在空间上多馀而没有用处的资讯称为“空间冗馀”,静态影像压缩技术就是要把这种空间上多馀而没有用处的资讯去除,可以得到比较小的档案,而肉眼其实看不太出来。