2.4　進(jìn)階必備：聊聊圖像格式

圖像格式即圖像文件存放在存儲卡等介質(zhì)上的格式，常用的圖像格式有BMP、JPEG、TIFF、RAW等，受到存儲容量的限制，圖像文件通常都會經(jīng)過壓縮再存儲，表2.1列舉了OpenCV中圖像讀/寫支持的格式，本節(jié)對一些常用格式做簡單介紹。

（1）BMP格式。

Windows BMP格式圖像文件又稱位圖，后綴為.bmp或.dib，是Windows系統(tǒng)中最常見的圖像格式，也是Windows環(huán)境中圖像數(shù)據(jù)處理的一種標(biāo)準(zhǔn)格式，因此，Windows環(huán)境中的圖像處理軟件都支持BMP格式。

BMP格式采用位映射存儲格式，除了圖像深度可以設(shè)置（圖像深度可設(shè)置為1bit、4bit、8bit及24bit），不采用其他的壓縮方式，因此，存儲BMP文件所需的空間會很大。對于BMP文件，在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時，采用從左到右、從下到上的圖像掃描方式。

（2）JPEG格式。

JPEG（Joint Photographic Experts Group，聯(lián)合圖像專家小組）是面向連續(xù)色調(diào)靜止圖像的一種壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定。JPEG格式圖像文件采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)，是目前最常用的圖像文件格式，后綴名為.jpg或.jpeg。

JPEG格式是一種先進(jìn)的壓縮格式，可以去除圖像中的冗余數(shù)據(jù)，該格式壓縮比通常為10：1到40：1，用JPEG格式存儲的文件大小是其他類型文件大小的1/20～1/10，能夠?qū)D像壓縮在很小的存儲空間內(nèi)。JPEG格式屬于有損壓縮格式，壓縮比越大，圖像的品質(zhì)就越低，因此，如果要求高品質(zhì)圖像，則壓縮比不宜設(shè)置得過大。

JPEG格式可分為標(biāo)準(zhǔn)JPEG、漸進(jìn)式JPEG及JPEG2000 3種格式。

標(biāo)準(zhǔn)JPEG格式在網(wǎng)頁中加載時，需要圖像文件全部加載完畢才能展示圖像。

漸進(jìn)式JPEG在網(wǎng)頁中加載時，會先呈現(xiàn)圖像的粗略外觀，然后逐漸呈現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)，因而稱為漸進(jìn)式JPEG。漸進(jìn)式JPEG格式圖像文件比標(biāo)準(zhǔn)JPEG格式圖像文件小，因此，網(wǎng)頁端圖像的展示建議使用這種格式。

JPEG2000是新一代圖像壓縮方法，壓縮品質(zhì)更高，JPEG2000格式文件后綴為.jp2。在無線傳輸圖像時，經(jīng)常會遇到信號不穩(wěn)造成的馬賽克現(xiàn)象，或者圖像位置錯亂問題，JPEG2000可以改善這種情況下的圖像傳輸品質(zhì)。JPEG2000的壓縮率比標(biāo)準(zhǔn)JPEG的壓縮率高約30%，支持有損壓縮和無損壓縮兩種方式，支持漸進(jìn)式傳輸，也支持設(shè)定感興趣區(qū)域（指定圖片上感興趣區(qū)域的壓縮質(zhì)量），還可以選擇圖像中的某一部分先行解壓。

（3）PNG格式。

PNG（Portable Network Graphics，便攜式網(wǎng)絡(luò)圖形）格式是一種采用無損壓縮數(shù)據(jù)算法的位圖格式，后綴為.png，該格式當(dāng)初的設(shè)計意圖是替代有專利的GIF和TIFF文件格式，是目前比較常用的一種圖像格式。

（4）WebP格式。

WebP由Google發(fā)布，文件后綴為.webp，提供了有損壓縮與無損壓縮兩種方式。該格式派生于VP8，支持的最大像素數(shù)量是16383×16383。相較于JPEG格式，WebP格式采用有損壓縮，在保持與JPEG格式相同的圖片質(zhì)量的情況下，文件大小會比JPEG格式文件小，WebP無損壓縮的圖像比PNG圖像少了45%的存儲大小，因此能夠有效地減少圖像在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸時間。

（5）TIFF格式。

TIFF（Tag Image File Format，標(biāo)簽圖像文件）格式是一種靈活的位圖格式，文件后綴為.tiff或.tif。TIFF格式采用3級體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3部分：文件頭信息區(qū)、標(biāo)識信息區(qū)和圖像數(shù)據(jù)區(qū)。文件頭信息區(qū)存儲TIFF文件解析必需的信息，標(biāo)識信息區(qū)包含了有關(guān)于圖像的所有信息，圖像數(shù)據(jù)區(qū)存儲圖像信息。

TIFF格式應(yīng)用廣泛，擁有多種壓縮方案，可以描述多種類型的圖像，不依賴硬件，具有可移植性。

OpenCV在進(jìn)行圖像編/解碼時，在Windows和MacOSX操作系統(tǒng)上，默認(rèn)情況下使用OpenCV自帶的編/解碼器（libjpeg、libpng、libtiff和libjasper），因此，在這兩種系統(tǒng)上，OpenCV總是可以讀取JPEG、PNG和TIFF格式的圖像文件。在macOS上，還可以選擇使用macOS本機的圖像讀取器。

在Linux、BSD或其他類UNIX的操作系統(tǒng)上，OpenCV尋找與操作系統(tǒng)鏡像一起提供的編/解碼器，在安裝相關(guān)軟件包時，不要忘記安裝開發(fā)文件，如Debian和Ubuntu中的libjpeg dev。