影像百科-顯微鏡拍攝照片與靜態影像壓縮技術
靜態影像是指畫面靜止的影像,常見的壓縮技術包括:JPEG、TIFF、GIF、BMP等,可以分為兩大類:
>失真壓縮(Information loss)
采用“離散馀弦轉換(DCT:Discrete Cosine Transform)”的數學運算,壓縮比高,壓縮以后檔案比較小,壓縮30倍(壓縮比1:30)仍然能夠獲得高品質的影像,主要應用在網際網路及一般圖形顯示,例如:JPEG。
>無失真壓縮(Information lossless)
采用“差值脈碼調變(DPCM:Differential PCM)”的數學運算, 壓縮比低,壓縮以后檔案比較大,通常大約壓縮10倍(壓縮比1:10),主要應用在醫學影像、檔案保存,例如:TIFF。
值的注意的是,使用失真壓縮則影像的細部會產生變化,所以顯微鏡拍攝醫學影像都必須使用無失真壓縮,而且一但使用失真壓縮則無法再恢復原本正確的圖形,所以我們必須使用無失真壓縮來保存重要的圖片。完全沒有壓縮的影像稱為“原始資料(Raw data)”,檔案非常大,通常使用在高級的數位單眼像機(DSLR:Digital Single Lens Reflex camera),用來保存原始照片檔案。下面我們將以目前應用較廣的JPEG壓縮技術來說明靜態影像的壓縮原理。
空間冗馀(Spatial redundancy)
當我們觀察一張靜態影像(照片),會發現照片上其實有許多沒有用處的資訊,例如:第一個畫素與第二個畫素顏色相差很少,而且畫素本身又很小,所以兩個畫素可以當成同一種顏色來儲存,人類的肉眼也很難分辨出來,這種在空間上多馀而沒有用處的資訊稱為“空間冗馀”,靜態影像壓縮技術就是要把這種空間上多馀而沒有用處的資訊去除,可以得到比較小的檔案,而肉眼其實看不太出來。