24、图像压缩方法全解析

图像压缩方法全解析

1. 图像压缩的基本原理

在图像压缩领域，有几个关键的基础概念。首先，如果矩阵 M 的元素是不相关的（即相互独立），那么 M 的任意两行和任意两列的协方差将为零（行或列与其自身的协方差始终为 1），此时 M 的协方差矩阵是对角矩阵；若 M 的协方差矩阵不是对角矩阵，则 M 的元素是相关的。

此外，图像中相邻像素的亮度通常也是相关的。即便相邻像素颜色不同，比如一个主要是红色，另一个主要是绿色，但如果第一个像素的红色分量较亮，那么其相邻像素的绿色分量在大多数情况下也会较亮。利用这一特性，我们可以将像素表示从 RGB 转换为其他三个分量，其中一个表示亮度，另外两个表示颜色，例如 YCbCr 格式。在这个格式中，Y（“亮度”分量）代表像素的亮度，Cb 和 Cr 定义其颜色。由于人眼对亮度的微小变化敏感，而对颜色的微小变化不敏感，所以在 Cb 和 Cr 分量中丢失信息可以压缩图像，同时引入人眼不敏感的失真；而在 Y 分量中丢失信息则会被人眼明显察觉。

2. 不同类型图像的压缩方法

图像压缩方法通常是针对特定类型的图像设计的，以下是不同类型图像的常见压缩方法：
- 双级图像（Bi - level Images）
- 方法一：游程长度编码（RLE） ：双级图像中的像素由一位表示。根据图像压缩原理，像素 P 的相邻像素往往与 P 相同，因此使用游程长度编码（RLE）来压缩此类图像是合理的。压缩方法可以按光栅顺序（逐行）扫描图像，计算黑白像素游程的长度，然后用可变大小（前缀）代码对这些长度进行编码，并写入压缩流。例如传真压缩就采用了这种方法。不过，具体方法的细