顧名思義,靜態影像(still image)即是指靜止不動的單張影像 圖片,例如一張彩色圖片。而有靜態就會有動態,動態影像 (motion image)則是連續性的動作,例如電視與電影畫面等。本文 將只針對靜態影像壓縮(still image compression)技術作一概略 性的介紹。 影像壓縮的優點 通常一般我們所見的單張彩色靜態影像,它是由很多一個點一個 點的像素 (pixel) 所組成,而每一個像素主要由R(紅)、G(綠 )、 B(藍 )三原色所構成,每一個原色用一個字元(byte)來表示。例如 :欲儲存一張長 512 pixel 、寬 512 pixel 的彩色圖片需要的記 憶體為: 512 x 512 x 3 bytes = 768 kbytes 由上例中可以看出:未經壓縮的影像在儲存時,會佔用非常大量 的儲存空間,且未經壓縮的影像資料透過通訊網路傳送時,所需的 傳輸時間也將相對地拉長。為解決上述的問題,使用者如能將影像 予以壓縮,即可達到減少儲存空間、縮短傳輸時間的雙重效能。 靜態影像壓縮的國際標準 由於有感於靜態影像壓縮需要一個大家可以共同遵循的國際標準 ,因此由國際標準組織 (International Standardization Organization; ISO) 與國際電報電話諮詢委員會(Consultative Committee on International Telegraph and Telephone; CCITT) 兩邊人員共同成立聯合影像專家群(Joint Photographic Expert Group; JPEG ) ,他們共同制定了一個稱為JPEG 的靜態影像壓縮 之國際標準。 JPEG 的分類 JPEG 根據壓縮技術的不同,而把靜態影像壓縮的方式分為兩種 ,一種是有失真模式 (Information Loss),另一種是無失真模式 (Information Lossless)。茲將此兩種壓縮模式分述如下: 1. 有失真模式: ‧採用離散餘弦轉換 (Discrete Cosine Transform; DCT) 的技 術。 ‧經過壓縮與解壓縮還原之後的影像會有失真產生,幸好人的眼 睛對於少許失真不易察覺。 ‧壓縮率高,壓縮 30 倍仍能獲得高品質。 ‧應用於一般圖片、多媒體。 ‧應用廣泛,目前的應用絕大部份都是採用此種模式。 2. 無失真模式: ‧採用差值訊號編碼 (Differential Pulse Code Modulation; DPCM) 的技術。 ‧經過壓縮與解壓縮還原之後的影像與原始影像相比完全沒有失 真產生。 ‧壓縮率低,通常在 10 倍以下。 ‧主要應用於醫學影像,因為醫學上寧可壓縮率低確保影像品質 ,而不願高壓縮率引起的影像失真造成誤診。 ‧因為壓縮率不高,除了醫學影像之外,目前的應用很少採用此 種模式。 壓縮原理 因為目前靜態影像壓縮大部份採用有失真模式,因此,以下將針 對有失真模式進行介紹。 圖一是整個影像壓縮 (Compression) 的方塊圖,圖二則是解壓 縮 (Decompression)的方塊圖。透過此二圖我們可以知道:壓縮與 解壓縮的過程類似,僅是執行的順序相反而已,因此,對於解壓縮 文中將不再贅述。