关于图像存储,你知道多少

图像存储,指的是各种图形和影像在存储器中最多可以存储多少帧的视频信号。

存储方式

数字图像文件存储方式:

(1)位映射图像。以点阵形式存取文件,读取时候按点排列顺序读取数据。

(2)光栅图像。也是以点阵形式存取文件,但读取时候以行为单位进行读取。

(3)矢量图像。用数学方法来描述图像。

图像的存储方式最直接的就是点阵方式,点阵即点的阵列,阵列中的点称为像素。图像中的像素越多,能表示的细节(如物体)也就越多,每个像素的表示范围越大,能表示的细节(如颜色,灰度)也就越多。

扫描得到的数字化图像是一种光栅图像,人们已经设计了多种不同的格式,较为流行的格式有TIFF、GIF、EPS和PICT等。本节以Photoshop支持的图像格式为例介绍图像格式及其使用。

每一种图像处理软件几乎都有各自的方式处理图像,用不同的格式存储图像。为了利用已有的图像文件,或者在不同的软件中使用图像,就要注意图像格式的不同,必要时还得进行图像格式的转移。因此,对于主要的图像格式有所了解是有必要的。

下面介绍的图像文件格式是用于点阵图像的,而对于矢量图像文件格式将不在此详述。

一、TIFF格式

TIFF格式是桌面出版系统中使用最多的两种图像格式之一,它不仅在排版软件中普遍使用,也可以用来直接输出。

(一)格式简介

TIFF全称是Tagged Image File Format,由Aldus Developer′s Desk和Microsoft Windows Marketing Group公司联合开发。使用者可以与Aldus公司协商取得并使用有关图像性质的专门“标识”(Tag),在读取和保存文件时,首先处理这个标记。TIFF格式是使用得最为普遍的图像格式。

TIFF文件一般可分为文件头、参数指针表、参数数据表和图像数据四个部分。其中文件头长度为8位,包括字节顺序、标记号和指向第一个参数指针表的偏移。参数指针表由一系列每个长为12位的参数块构成,它们描写图像的压缩种类、长度、彩色数、扫描分辨率等许多参数。参数数据表中存放的是实际参数数据,比较常见的是16色或256色调色板;最后一部分是图像数据,它们按照参数表中所描述的形式按行排列。

(二)格式特点

1.跨平台的格式

TIFF格式主要的优点是适用于广泛的应用程序,它与计算机的结构、操作系统和图形硬件无关。因此,大多数扫描仪部能输出TIFF格式的图像文件。 在将图像存储为TIFF格式时,需注意选择所存储的文件是由Macintosh计算机还是由Windows读取。这是因为,虽然这两个平台都使用TIFF格式,但它们在数据排列和描述上有一些差别。

2.支持多种图像模式 TIFF支持任意大小的图像,从二值图像到24位的真彩色图像(包括CMYK图像、索引图像、灰度图像和RGB图像),支持灰度图像,也支持在VGA上最常见的调色板式图像。一个TIFF文件所描述的信息可以比其他图像文件格式所能描述的多得多,因此它是国际上非常流行的图像文件格式。但是,TIFF格式不支持多色调图像,这是它与EPS格式的重要区别之一。

3.支持Alpha通道

图像处理软件通常把处理过程中的某些重要信息存放在Alpha通道内(例如用某种原则对图像进行分割后形成的选择区域),因此TIFF格式是除Photoshop专用格式外唯一能保存Alpha通道信息的格式。

4. 提供LZW压缩(无损压缩)选项

LZW压缩技术也被GIF格式使用。但与GIF格式不同的是,由TIFF格式使用的LZW压缩方法支持索引彩色以外的所有图像模式。存储时若采用LZW压缩选项,则图像处理软件将自动把图像压缩为较小的尺寸。但要注意的是,经压缩后的TIFF图像不能调用Photoshop的QuiCk Edit模块对图像进行分块编辑。

二、JPEG格式

严格地说,JPEG不是一种图像格式,而是一种压缩图像数据的方法。但是,由于它的用途广泛而被人们认为是图像格式的一种。

(一)格式简介

JPEG(Joint Photographic Expens Group)是由联合图片专家组提出的,它定义了图片、图像的共用压缩和编码方法,这是目前为止最好的压缩技术。JPEG主要用于硬件实现,但也用于PC机、Macintosh机和工作站上的软件。

JPEG主要是存储颜色变化的信息,特别是亮度的变化。只要重建后的图像在亮度上有类似于原图的变化,对于人的眼睛来说,看上去会非常相似于原图。JPEG格式压缩的是图像相邻行和列间的多余信息,只要压缩掉的颜色信息不至于引起人眼视觉上的明显变化(视觉可接受),则它是一种很好的图像存储格式。

(二)主要用途

1.节省存储空间

由JPEG压缩方法处理图像而节省的空间是大量的。例如,一个727×525的真彩色图像,其原始的每个像素24位格式占用1145K,GIF格式是240K,非常高质量的JPEG格式为155K,而标准的JPEG格式则仅为58K,当在显示器上观看时,58K的JPEG图像同GIF图像格式的质量相同,155K的JPEG图像比起256色的GIF图像则要好得多。当压缩比取得不太大时,由JPEG解压缩程序重建后的真彩色图像与使用一个像素一个像素存储的原始图片相比,几乎看不出什么区别,能测览显示。

2. 因特网

JPEG格式普遍地用于以超文本置标语言方式显示索引彩色图像,它和GIF格式一样在因特网和其他在线服务系统上得到广泛应用,但区别是:GIF是把RGB图像转换为索引彩色图像,它只能保留图像中最多为256种的颜色,为此需要丢弃一些颜色。与此不同的是,JPEG保留RGB图像中所有的颜色。加上JPEG可大量压缩图像数据,因此是存储图像数据的经济方法。支持包括CMYK图像、灰度图像和RGB图像。

(三)颜色损失问题

JPEG去除的是图像行与行、列与列间的相关性,必然要丢弃一些数据,所以被称为有损压缩。选用JPEG方法压缩图像时需在文件大小和颜色损失上作出权衡。在大多数情况下,如果采用较小的压缩比,则压缩后图像的颜色变化很难区别。例如,如果在Photoshop中用Maximum选项压缩图像,则被压缩图像用解压缩程序展开后与原图像相比,对一般人而言是很难区别的。

(四)使用要点

1.多次存储需采用同一压缩比 对同一幅图像压缩后再解压缩,则得到的图像与原图像是不同的。因此,对同一幅图像应采用一个压缩比保存,如果在用JPEG方法压缩后存储,打开后保存为另外的格式,并在下一次又用JPEG方法压缩,这是不可取的。因此,图像一旦用JPEG方法压缩保存后,建议不要再存储为其他格式。如果确实要保存为其他格式,则应该记住该图像文件以后不再用JPEG格式保存。

2.解压缩问题

JPEG图像的解压缩是压缩的逆过程。通常,在打开用JPEG方法压缩的图像时,软件会自动进行解压缩处理。

3.压缩效率

压缩效率与压缩质量实际上是同一回事,当采用较低的压缩比时,压缩质量高(即图像质量高);压缩比高时,图像质量低。

三、EPS格式

该格式在桌面制版中得到很广泛的应用,原因在于它来源于Post Script技术,对该技术有很好的支持,许多与印刷有关的信息只能采用这一格式来保存。

(一)格式简述

EPS(Encapsulated Post ScriPt)格式称为打好包的Post ScriPt格式,它是Post Script格式的变体之一。EPS格式是一种混合图像格式,它可以同时在一个文件内记录图像、图形和文字,携带有关的文字信息。绝大多数绘图软件和排版软件都支持这种格式,EPS也是唯一支持二值图像模式下透明白色的文件格式,即在图像处理软件中定义的透明区域可以在排版软件中得到很好的继承。 EPS格式根植于Post Script技术,支持多种图像模式。

(二)主要用途

1.存储裁剪路径

如果在图像处理软件中制作了一条或多条路径,并把这些路径定义成了裁剪路径,则可以将裁剪路径输出到排版软件中作为文字绕排的边界。为了与照排机或其他输出设备的记录能力匹配(记录设备在输出裁剪路径时需要用有限段直线逼近曲线路径的形状),需为裁剪路径设置一个平直度,该平直度的数值将决定裁剪路径的复杂程度,为了核对裁剪路径是否能正常输出,通常需要用Post Script打印机打样。

2.用于存储其他格式不支持的图像模式

桌面制版系统中有的图像模式比较特殊,例如多色调图像(包括单色调、双色调、三色调和四色调图像)和多通道图像。其中多色调图像是相当特殊的一类图像,表面上它只有一个通道,但需要用几种油墨来印刷。对这种特殊类型的图像只能采用EPS格式来保存,因为只有Post Script语言才能定义这样的图像。

3.包含加网信息

EPS格式的另一个特点是它可以在文件中包含加网信息(加网线数、加网角度和网点形状),适用于前端加网的用户。当把图像保存为EPS格式时,若希望在文件中包含加网信息,需核准EPS Format对话框中的Include Halftone Screen项。这样,在将EPS格式图像置入到另外的应用程序(例如Adobe Separator,这是Adobe公司设计的分色软件)时,Postscript语言解释器在分色时会跳过该软件本身的设置而直接利用EPS文件中的加网信息。

4.包含传递函数

光栅(栅格)图像处理器(RIP,Raster Image Processor)在把像素值转换为网点数据时需要有图像灰度值和网点大小间的关系来导引。 在正常情况下,当像素值为127时产生的是一个50%面积率的网点,对一个灰度值为63的像素产生的应该是25%面积率的网点。但是,由于光栅记录设备光学系统的非线性效应和网点形状的几何非线性效应,这种理想对应关系通常是不存在的。例如,很可能像素值为127时实际产生的却是一个60%面积率的网点。

为了补偿光栅记录设备(照排机)造成的网点扩大,需要按此类设备的实际性能定义像素值与网点大小间的对应关系,这种关系称为传递函数。

如果用户在Photoshop中操作,并希望在一个输出为EPS格式的图像中包含传递面数时,需在Page Setup对话框点击 Transfer钮进入 Transfer Function对话框定义传递函数曲线,并核准该对话框中的Override Printer′s Default Functions项。

在存储图像时选择输出为EPS格式,并标准相应对话框(典型的是EPSFormat对话框)中的Include Transfer Function项。这样,在光栅记录设备把像素灰度值转换为网点信息时将不理会此类设备自身的缺省传递函数,而直接采用用户在Photoshop中的设置。

5.使图像中的白色区域保持为透明(二值透明通道)

在将二值图像存储为EPS格式时,可以使图像中的白色区域保持为透明,使得用户在排版软件中操作时保证图像白色区域下方的文字或其他内容可见。

6.保存分色设置信息

印刷业采用四色套印工艺复制图像的颜色和层次变化,因而在输出最终结果前需要把图像转换为CMYK模式。图像模式从RGB转换到CMYK涉及诸多因素,例如油墨和纸张组合、分色类型(底色去除或灰成分替代)、网点扩大关系(通常根据中间调网点扩大值确定网点扩大曲线)、黑色生成函数、黑墨极限、油墨总量极限和底色增益等参数的设置和指定。这些参数被指定后,只能用EPS格式来保存。

7.保存青色

如果在图像中定义了专色,则也需要用EPS格式保存。否则,最后得到的专色很可能是由C(Cyan)、M(Magenta)、Y(Yellow)、 K(Black)油墨合成的颜色。

(三)操作注意事项

1.存储EPS预视图像

当选择采用EPS格式存储图像时,可以在图像中保存一个TIFF格式的预视图像,这种TIFF预视图帮助用户在排版软件中操作时了解实际图像在打印或印刷时看上去效果如何,并且使操作者能准确地把图像放置在页面的某一位置上。

2.图像数据编码(Encoding) EPS格式图像可以用ASCII编码保存,也可以用二进制(BinaV)编码记录图像数据。当采用二进制形式对图像数据进行编码时,图像的存储容量和转换到打印机所需的工作量将是采用ASCll编码方法的一半。

有的应用程序(例如Adobe Page Maker和Aldus Free Hand)可能不支持二进制编码的EPS文件,这时应选用ASCll形式编码。此外,有些假脱机(SPool)打印软件和网络打印软件也不支持二进制编码的EPS文件,如果在打印时出现错误信息,说明应把二进制编码改为用ASCII编码。

3.图像数据的压缩编码

EPS格式还有一个特点,这就是在将图像存储为EPS格式时可以选用JPEG压缩方法,这实际上也是一种编码方法,但它同时使图像文件的体积变小。如果选择用JPEG压缩方法(编码方法)在EPS文件中保存图像,则在选择压缩选项时也需在压缩效率和图像质量间权衡。

注意,如果不打算采用EPS格式的扩充形式DCS,则在将一个CMYK图像存储为EPS格式文件时不要采用JPEG编码方法,以防止在Adobe Separator或Quark XPress中进行分色时出现问题。

4.EPS的扩充形式DCS

在选择把一幅CMYK图像存储为EPS格式时,可将文件存储为标准EPS格式的扩充形式,它是由Quark公司设计的,称为DCS格式,全称为Deskton Color Sgparations。

DCS格式能为使用该格式的应用程序读取,例如著名的排版软件Quaq XPress。该格式文件由五个部分组成,前四个部分包含了高分辨率的颜色信息,而第五部分称作主文件。对于CMYK图像和灰度图像,可以在主文件的Post Script文件头中包含一个低分辨率的文件,该文件可用于对打样稿进行检验。如果用户希望在目标应用程序中进行精确的打样,则可在主文件中包含CMYK版本。不过需要记住,这样做时会使文件尺寸大大增加。若用户确信直接将图像输出到胶片,就没有必要选择DCS选项。

5.需要时先转为CMYK模式

在将图像文件输出到Adobe Illustrator或排版软件时(即存储为EPS格式前),需确认图像已转为CMYK模式。

四、GIF格式

由于网络的流行,GIF格式的使用也开始流行起来。

(一)格式简介

GIF的全称是Granhics Interchange Format,可译为图形交换格式,用于以超文本置标语言(Hypertext Markup Language)方式显示索引彩色图像,在因特网和其他在线服务系统上得到广泛应用。 GIF是一种公用的图像文件格式标准,版权归 Compu Serve公司所有。 GIF格式和其他图像格式的最大区别在于,它完全是作为一种公用标准而设计的,由于Comps Serve网络的流行,许多平台都支持GIF格式。Compu Serve通过免费发行格式说明书来推广GIF,但要求使用GIF文件格式的软件要包含其版权信息的说明。

(二)主要用途

①GIF是压缩格式的文件,用于减少文件在电话线上传递的时间;

②GIF的位深为1-8bit,单色透明,由一个最多256种颜色的调色板实现,图像大小最多为64K×64K像素。GIF主要是为一个数据流而设计的一种传输格式,而不是作为文件的存储格式,因此它是最复杂的一种图像文件格式;

③支持Bitmap、 Grayscale和索引彩色模式。

(三)GIF89a的特点和用途

桌面系统中广为使用的图像处理软件Photoshop在新版本设计中考虑到因特网在人们生活、学习和工作中的作用,增加了一个把当前RGB图像转换为GIF格式的输出模块,它通常在File菜单的Expor命令组中,类似于 GIF89aExpor命令,用于指定显示图像中的透明区域并将RGB图像存储为GIF格式。

1.特点

将RGB图像转换为索引彩色GIF文件时可规定文件中颜色的数字,以及指定GIF格式图像中的透明区域,用于以超文本置标语言使用 GIF格式图像。这实际上利用了Photoshop格式图像中的层,然后GIF89a输出功能将图像转换为索引彩色并为因特网浏览器指定透明区域的颜色。

2.操作要点

本部分介绍的操作要点和方法以Photoshop为例,其他图像处理软件如果有相同的功能时可按此原则处理。

(1)仅打算将RGB图像的一部分包含在HTML文档中时用选择工具选中部分图像(可以加羽毛边),将选中的部分图像粘贴到一个新的透明的层上。但要注意,操作时必须使不希望包含在GIF文件中的所有层隐藏起来。

(2)要使图像中的实地颜色显示为透明时操作的要点是选用哪种颜色代表透明,可以有两种选择,一是使用Netscape to览器的背景色,H是重新定义颜色,即:

保持Transparency Index Color框的颜色不变,并使透明区域的颜色与环球网测览器窗口的背景颜色一致,这实际上是使用了缺省的背景颜色,指的是Netscape浏览器采用的颜色,它是一种灰色(R=G=B=192);

点击Transparency Index Color框,进入Color Picker对话框定义颜色,这意味着改变了代表透明的颜色。

(3)调色板的指定使用GIF格式时的主要问题是选用合适的调色板,使得到的图像与原图像在颜色上最为接近。关于调色板的使用将在图像的模式变换一章中详细讨论,下面仅对主要的调色板作简要说明。 Exact调色板:用图像中的颜色建立颜色表,只有当图像中的颜色不超过256种时才可选用该调色板;

Adaptive调色板:采用图像中有代表性的颜色样本建立颜色表,当Exact调色板不能使用时可利用这一调色板得到最好的结果,因为当多幅图像同时显示时,Netscape浏览器用AdaPtive调色板动态地创建颜色表;

System调色板:用计算机内置的调色板建立颜色表,需核准Use Best Match项,这样从系统调色板上提取颜色时可得到与原图像最好的近似。注意:如果在一个8位显示器上显示图像时用System调色板可能得不到期望的结果;

自定义调色板:点击Load命令装载,也需核准Use Best Match项。

(4)需减少图像中的颜色数时要减少索引彩色图像中的颜色数时,可将图像转换为RGB模式,然后再将图像输出为GIF格式,因为只有将RGB图像转换为GIF格式时才能减少图像中的颜色数。

(5)控制从因特网上下载图像时如何显示核准Interlaced后,在从网络上下载图像到用户计算机上时可逐步显示图像,逐步增加图像的清晰度和细节,不核准该项可将用户图像用作背景或纹理。

(6)图像解说词如果图像中包含有解说词,且希望将它放到GIF文件头中,可核选EXpon Caption项。

五、PDF格式

PDF格式是为电子文件的多种输出目标而制定的格式,它以Post Script技术为基础,不仅用在印前领域,在电子出版中也有广泛应用。

(一)格式简介

众所周知,PostScript语言是一种通用的编程语言,其中包含过程、变量和控制结构。一个用PostScript语言编写的程序在执行时必须被翻译解释为页面描述信息。PDF格式的优点是不允许通用编程结构,结果是成像操作要简单得多。PDF文档中的每一页与其他页是互不相关的,它消除了PostScript文件的任意性。因此,PDF文件为打印生产系统提供了可获得一致和可预测结果的基础。

PDF文件格式全面支持高质量的页面排版、图形、图像和颜色,这种文件可以在桌面系统的应用程序中建立,在主要桌面系统用计算机平台和操作系统中使用。要将文档从一处传递到另一处,PDF是理想的格式,因为它相当简明。Acrobat软件家族包含高级的字体替换技术,即使目标计算机上没有文档中包含的字体,这种技术仍能对字体进行精确的解释。

PDF文件以 PostScriPt Leve12为基础,可表示图像、图形和文字。为了表示页面的目的,PDF页面和PostScript页面是同样的,但PDF文件还能包含电子文档的搜索和测览功能,例如PDF文件可包含超文本连接和电子表格的内容。

(二)PDF1.2的特点

1. 文件输出控制

大多数PDF格式文件可利用Acrobat软件家族的Distiller生成,当在一个应用程序的PostScript输出文件中规定高端打印控制时,这些控制信息将被保留在由Distiller建立的PDF文件中。除Distiller外,PDF文件也可以在其他应用程序中获得,例如 Adobe Page Maker、 Adobe Photoshop和 Microsoft Word。无论PDF文件是由哪一软件或在何种环境下生成,一旦在PDF文件中规定了某种功能,则在打印时它们将被输出为PostScript信息流。

2. 分色

PDF1.2格式中内置了两种新的颜色空间,它们是PostScript Leve12的一部分。在通过一个给定设备产生分色(包括专色)结果时,可以指定一个分色空间(Separation Color Space)。如果输出设备不支持规定的分色,则将使用在PDF文件中规定的替换分色空间,使得结果是可预测的。第二种分色空间是图案分色空间,它允许输出PostScript Leve12图案。

3. 对页面图文状态设置功能

在PDF1.2格式中,文件的图文状态设置(Graphics State Set)被扩展为包含一些与设备有关的参数。这些扩展的图文状态设置包括了一系列与印前以及印刷后端条件相关的项目,比如允许规定字体的笔划调整、叠印(补漏白)值的指定、黑版生成控制、底色去除参数设定、在文件中包括照排输出分色结果时的网点扩大传递函数、半色调网点属性和半色调相位属性的指定等。

4.支持开放印前界面

为了减轻印前作业流程中图像搬运的负担,通常在印前系统中采用图像代换技术。在新版本的PDF可实现OPI图像代换。大尺寸的高分辨率图像可以与PDF文件本身分开存储,这样可保持PDF文件总是轻巧灵活的,在输出(打印)时再用大尺寸高分辨率图像替换。

5.支持汉字节字符编码

PDF1.2格式可支持汉字节字符编码,这意味着在PDF文件中可以使用具有大字符集的亚洲语言,例如中文、日文和韩国文。通过使用Adobe公司新的 CID(CID-Keyed Font)线索字体技术,可在Distiller中获得交叉平台和编码独立的文档。在同一页中可混合存在汉语、日语和韩国语文本。

6.可通过 Exchange输出 Post Script或 EPS文件

在Acrobat软件家族的Exchange中,新增内容是该软件的 Expon PostScript或EPS菜单项。这一选项使得用户能输出一个EPS文件,但保留输入应用程序(例如PageMaker、Photoshop和QuarkX Press)中必要的分色信息。

7.硬拷贝输出和屏幕输出颜色的一致性

大多数PDF的新功能是与文档应该如何打印(输出)相关联的,而不是如何在屏幕上观看文档。但是,在显示PDF文档时将不使用上面叙述的大多数内容。

在Acrobat2.1版本中已经包含了在一个PDF文件中指定设备独立颜色空间的能力,这一功能对于在多个输出设备上获得一致的输出结果是重要的,但当在屏幕上显示PDF文件时却不使用这一功能。 Acrobat3.0中包含了一个新的功能,当在Macintosh平台上观看PDF文件时,可以使用显示器的Colorsync样本文件显示与设备无关的颜色。这意味着用户不仅可以通过各种输出介质看到一致的颜色,也可以在屏幕上观看PDF文件时看到一致的颜色。

8. 字符纠正

如果在制版或印刷(数字印刷)前发现在PDF文档中有输错的字,且用户的系统中有合适的替换字,则可在输出为PostScript文件时利用Adobe公司的Touch-up插入模块在AcrobatExchange中纠正。

9.包含高端输出功能

可以通过Acrobat Distiller将高端 PDF功能存放在 PDF文件中,当从 Acrobat Exchange将PDF文件输出为PostScript文件时可再次输出所存储的PDF高端功能。这意味着,如果用户在应用程序中规定了加网参数,则加网信息将嵌入在Distiller建立的PDF文档内,在观看该PDF文档时将忽略加网信息,但在打印时则加网信息将再次作为PostScript数据流的一部分输出。

(三)高端用户如何使用PDF功能

随着更多的用户熟悉PDF格式文件、Acrobat软件及支持Acrobat的应用程序,在打印输出前将以PDF文件为基础进行文档标准化为首的打印交割机制。印前技术公司将不再要求他们的客户提供PostScript文件或其他应用程序格式的文件,而要求客户提供PDF格式的文件。这是因为: ①由于PDF文件采用工业标准的压缩算法,文件体积通常比与其等价的PostScript语言文件要小得多;

②字体、图像和图形均包含在文档的电子传输流中;

③该格式的文件独立于计算机平台、操作系统和应用程序,可在Macintosh、Windows和UNIX环境下在屏幕上观看;

④对所有文档可使用一致、可预测和可靠的格式,这个格式就是PDF; ⑤在打印输出前可实现最后阶段的文本编辑; ⑥对文件的建立和读取,PDF是一种理想的格式。

本文内容整理自网络,目的在于传递更多信息,如涉及侵权,请联系小编 demi@eetrend.com 删除。

推荐阅读