23、图像压缩全解析：从基础类型到创新方法

图像压缩全解析：从基础类型到创新方法

1. 图像压缩概述

在当今数字化的时代，图像无处不在。现代计算机广泛运用图形技术，从基于窗口的操作系统以图形方式显示磁盘文件目录，到许多系统操作（如下载文件）进度的图形化展示，再到众多应用程序提供的图形用户界面（GUI），图像的重要性不言而喻。然而，图像往往占用大量空间。现代硬件能够显示丰富的色彩，常见的像素在内部以24位数字表示，其中红、绿、蓝各占8位，这样一个24位像素可以指定约1678万种颜色。例如，分辨率为512×512的图像就会占用786,432字节，而分辨率为1024×1024的图像则需要3,145,728字节，电影等应用更是让图像数据量大幅增加。因此，图像压缩变得至关重要。

图像压缩的一个重要特点是可以进行有损压缩。毕竟，图像是供人观看的，在压缩过程中，丢失人眼不敏感的图像特征是可以接受的，这也是众多有损图像压缩方法的主要理念。

一般来说，信息如果存在冗余就可以进行压缩，数据压缩本质上就是减少或去除数据中的冗余。而有损压缩引入了一个新的概念，即通过去除无关信息来进行压缩。即使原始图像没有任何冗余，也可以通过去除无关信息进行有损压缩。需要注意的是，没有冗余的图像并不总是随机的，从统计学角度看，每种颜色出现频率相同的图像虽然没有冗余，但不一定是随机的，甚至可能是有趣且有用的。

2. 数字图像的类型

为了更好地进行图像压缩，我们需要了解不同类型的数字图像。数字图像是由m行n列的点（即像素）组成的矩形阵列，m×n被称为图像的分辨率，“分辨率”有时也用于表示图像单位长度上的像素数量，如dpi表示每英寸的点数。以下是几种常见的图像类型：
- 二值（或单色）图像