0. 图片格式简介

jpg, png, gif 格式有何区别，各自的优劣是什么，又有什么应用？

---

JPG/JPEG格式

1. JPEG 是一种常见的有损压缩图像格式，常用于数字图像的存储和传输，它采用基于DCT（离散余弦变换）的压缩算法，在图像质量和压缩比之间取得了比较好的平衡
2. 由于JPEG 具有压缩比高、图像质量好等特点，被广泛应用于数字图像的存储、传输和显示等方面，如数字相机、手机相机
3. 然而，JPEG 是一种有损压缩算法，每次保存和重新压缩JPEG图像都会导致一定程度的信息丢失和质量下降。因此，如果需要对图像进行编辑或修改，最好使用无损压缩的图像格式，例如PNG或TIFF。
   （注：JPEG 和 JPG 是同一个图像压缩标准的不同命名方式，都指的是一种基于有损压缩的图像文件格式。JPEG是“Joint Photographic Experts Group”的缩写，而 JPG 则是 JPEG 文件在计算机上的常见扩展名。在实际应用中，两个术语通常可以互换使用，没有本质区别。）

---

BMP（Bitmap）格式

1. BMP是一种无压缩的位图图像格式，也被称为 Windows 位图。它是由 Microsoft 在1980年代开发的，并成为了 Windows 操作系统的标准图像格式之一。
2. BMP 格式最大的优点是它可以保存位图图像中的每个像素的颜色信息，不会进行压缩，因此图像质量较高，但文件大小也相对较大。
3. 基于以上特点，BMP 格式适用于需要高精度和高质量的图像，如图像处理，打印和印刷等领域，而在互联网中不常用

---

TIFF（Tagged Image File Format）格式

1. TIFF 格式是一种无损压缩的图像格式，允许存储多个图像通道（如RGB、CMYK、灰度等）以及多种图像深度和压缩方式。
2. TIFF格式支持多种压缩算法，包括无损压缩算法（如 LZW 和 ZIP）和有损压缩算法（如 JPEG）。
3. TIFF 格式广泛应用于印刷和出版行业，以及医学、科学和工业领域等。TIFF 格式可以支持高分辨率和大尺寸图像，并且能够存储元数据（如拍摄设备信息、拍摄时间、地点等），因此被广泛应用于数字存档、印刷和出版行业。

---

PNG（Portable Network Graphics）格式

1. PNG 是一种无损压缩的位图图形格式，由网络图形学组织（W3C）开发。PNG 格式广泛应用于互联网上的图像传输和共享，因为它压缩后不会丢失像素信息，同时支持透明度和图像亮度调整。
2. PNG 格式的压缩算法使用 Deflate 压缩算法，它是一种无损压缩算法，可以保证图像质量不会受到影响。与 JPEG 格式相比，PNG 格式的压缩率较低，但是PNG格式可以保证图像质量不会损失。
3. PNG 格式支持多种色彩模型，包括灰度图像、索引颜色图像和真彩色图像，具有更高的色彩深度，可支持 24 位真彩色、16 位灰度和 8 位索引颜色图像。PNG 格式还支持透明通道，可以在图像中添加透明背景，使其能够更好地适应网页和其他应用的需求。

总的来说，PNG格式适用于需要保证图像质量的场合，如网页设计、电子出版、计算机游戏等领域。

---

GIF（Graphics Interchange Format）格式

GIF格式是一种非常流行的图像文件格式，它最初由 CompuServe 公司在1987 年开发出来，目的是为了在网络上共享图像。GIF格式采用了LZW压缩算法，支持最多256色，可以支持透明度，动画以及简单的交互式操作。

由于GIF格式可以支持动画，因此它在Web开发中广泛应用于制作动态图片和简单的动画。此外，GIF格式还可以用于图标、标志和简单的插图等方面。

GIF格式相对于其他图像格式具有较小的文件大小，因此在网络上传输速度较快，而且支持透明背景，可以实现图像重叠效果，具有很好的可移植性和广泛的兼容性。然而，GIF格式只支持256种颜色，不适合处理色彩较为丰富的图像，也不能很好地处理渐变和连续色调的图像。

---

关于 JPEG 的一个小问题

本人在使用 matlab 时，发现当读入 JPG 图片时，不论是灰度图还是彩色图，都会产生三个通道？

这是因为 JPG 格式的图像通常是通过对 RGB 三个颜色通道进行有损压缩来实现的。
所以 Matlab 读入 JPG 格式的图像通常会产生三个通道，分别对应图像的红色、绿色和蓝色通道。这时我们可以使用 rgb2gray 函数来使三个通道的灰度图转化为一个通道，方便后续操作。
举例：

• 直接读入 JPG
  
• 使用函数转换：
  

附：rgb2gray 函数解释
该函数会根据以下公式将RGB图像转换为灰度图像：

grayImg = 0.2989 * R + 0.5870 * G + 0.1140 * B

其中，R、G和B分别表示图像中每个像素的红、绿和蓝颜色通道的强度值。而权重值是根据人眼对不同颜色的敏感度来确定的。