分析几种新的图像文件格式（一）

JPEG 2000
　　JPEG格式是以Joint Photographic Experts Groap（联合摄影专家小组）命名的，该小组制定了JPEG格式，此种格式存在有10多年了。JPEG把数字图像压缩成较小的文件尺寸，从而使文件更有效地显示于Web 上或通过Internet快速地传输。它还是多数数码相机生成的文件格式的通用标准。

　　JPEG文件格式采用的是有损压缩技术，意思是在按JPEG格式转换和存储图像时，会造成原始图像中某些数据的丢失。

　　多数专家认为，当采用JPEG压缩格式压缩比为10：1或低于这个比例时，用肉眼是无法察觉到图像中数据的丢失的。这意味着从实际应用来说，当用户在监视器上观察JPEG图像或将它打印出来时，是不会觉察出图像质量的下降的。当压缩比大于10：1时，生成的JPEG文件虽然越来越小，但质量也呈下降趋势。

　　联合摄影专家小组连同ISO（国际标准化组织）一道在近3年的时间中一直从事着开发JPEG格式新功能的工作，并在今年将新的格式命名为JPEG 2000。新文件格式的核心是基于小波（Wavelet）的压缩技术，取代了早期用在JPEG格式中的不连续余弦变换法（DCT）。

　　DCT采用8×8像素的模块，在对图像进行高比例压缩时会引进一些人为的模块边界。而Wavelet 采用连续的数据流对图像进行编码，压缩后的图像比较柔和没有模块边界的痕迹。

　　此外，JPEG 2000比目前的JPEG格式压缩效率提高20%。JPEG 2000的另一个特点是拥有一个可选的无损压缩方式。无损压缩意味着压缩后的图像没有丢失数据，与原始图像完全一样，只是比原始图像小了一点点。而有损压缩的JPEG 2000文件只是原稿尺寸的一半。

　　JPEG2000还支持从Internet上下载套色图像。这种多重分辨率的结构允许用户不需要下载整个图像，而只用较低的分辨率来预览图像，大大加快了图像的传输速度。例如，如果用户要在浏览器上观察JPEG2000图像，在只下载了10%图像的时候，就可以看到淡淡整个图像的版式。下载过程继续进行直到最终完成，细微的层次逐渐变得浓厚。因此观察者如对该图像不满意，即可在下载的任何过程取消此次操作。

　　此外，JPEG2000支持分辨率的逐步过渡，允许用户首先下载低分辨率版本的图像，如果有必要，则可根据需要继续下载分辨率逐级变高的图像。鉴于此，JPEG2000应该成为网络图像的实际上的标准。

　　原来的JPEG文件格式只压缩RGB文件，而JPEG2000则可以压缩有256个颜色通道的RGB、LAB和CMYK文件。JPEG2000还包含有完整的ICC描述文件。JPEG2000格式还将拥有者的信息嵌入到文件中以示标志，以便保护自己的图像。

　　另一种叫做“牌照”的方法会在图像中附加一个数码，用来跟踪图像。图像中还包含有不可见的水印，即使将这个图像拷贝或粘帖到其他文件或图像中仍然存在。

Luca Wave
　　现在测试一下Lura Tech公司的 LuraWave JPEG2000技术，也是基于小波（Wavelet）的压缩技术，这种压缩技术正在成为新兴的标准。

　　Luca Wave Smavt Compress Lite 是第三方开发的Adobe Photoshop 插件。还可作为其他图像编辑应用软件（如Macionedia Director， Netscape Explorer及 Microsoft Internet Explorer）的插件。

　　Luca Wave格式（.LWF）允许对图象进行无损和有损压缩，以及上面所提及的多重分辨率下载。压缩比例高达200：1，并支持高位文件的压缩（如每个通道高达16位的图像）。

测试的软件为Photoshop5.5，使用的机器为300MHz G3 Macintosh。
　　为了测试Photoshop的Luca Wave插件，打开一幅32兆的图像，将图像“另存为” Luca Wave文件格式。Luca Wave格式在文件格式下拉菜单中，单击Luca Wave格式，激活Luca Wave界面。有三个选项可供选择，Quality（质量），Maximum File Size（最大文件尺寸）或 Ratio（压缩比）。

　　Quatity选项有些像 Photoshop中标准的JPEG Save对话框，以1（最高压缩）至100（最低压缩）的尺度来选择压缩后的图像质量。

　　Maximum File Size 允许用户选择所要达到的LWF文件的尺寸（以千字节计）。

　　Ratio允许用户挑选压缩比，范围为1：1~100：1。

　　测试的结果为：使用无损压缩的模式保存30兆字节文件用了37秒钟，生成的文件大小为 15.5兆字节。用带有LZW压缩的TIFF文件格式保存原始图像用了12秒钟，生成的文件大小为19.7兆字节。

　　对原始图像做了一点有损压缩（LZW压缩，压缩比为10：1）后，存盘用了23秒钟，生成3兆字节的文件。以Photoshop中的JPEG格式保存原始文件（质量因数为10）只用5秒钟，且生成的文件用肉眼几乎察觉不到质量的下降。

　　然而，JPEG和LZW并不一样。用Photoshop中的“计算”命令，将两个文件相减。在生成的直方图上，可以看到压缩的区域并不完全相同。在各种方法怎样压缩文件方面无疑有着区别，但根据这些结果，至少根据肉眼的观察，并不能说哪一个提供的质量更好。

　　接下来的测试，分别用Luca Wave和JPEG技术压缩文件，压缩比大约为30：1。生成的文件是Lura Wave为964K，JPEG为969K。压缩和解码的时间与前边10：1的压缩方法相差无几。两种压缩方法之间的差别在屏幕上一目了然，Lura Wave文件比较光滑，没有模块的界限；但JPEG文件中的细微层次比Luca Wave文件中多，在Luca Wave文件中丢失了大量的细微层次。

　　实验表明，当压缩比例超过50：1后，JPEG2000的压缩效果要比传统的JPEG压缩效果好。

　　此外，这种新技术正朝着Inetrnet方向发展（与印刷输出相反），在这方面用户可以使用多重分辨率的特点。但对于一些图像来说，如果是将压缩后的图像最终输出到印刷介质上，那么从质量的观点看，目前正使用的老JPEG算法则是一个比较好的选择。

　　为了节省可拆卸存储介质上的每兆字节的存储空间，数码相机制造商对使用JPEG2000的无损压缩技术更感兴趣。

　至于现在，如果用户感兴趣的是将压缩图像文件输出到介质而不是Internet上，那么老式的标准JPEG似乎更可取。欲知 Luca Tech产品详情，请访问 www.luratech.com。

　　（待续）