我正在创建无损的PNG图像吗？

Question

我在科学领域进行图像处理。每当我需要将图像保存到硬盘上时，我希望能够在以后重新打开它并获取与保存前完全相同的数据。我独占使用PNG格式，因为一直以来我认为它是无损格式。如果我没有使用错误的比特深度，那么这总是正确的吗？编码器和解码器是否完全不起作用呢？具体来说，我保存的图像：

• 以2D numpy数组形式存在
• 具有从0到255的整数值
• 使用OpenCV的imwrite()函数进行编码，例如： cv2.imwrite("image.png", array)

- smcs

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在这种情况下，我不知道除了"像素完美"的数据之外还能有其他的方式。 - Mark Setchell

如果你有疑虑，重新加载图像并计算absdiff，测试是否存在任何结果像素不为0，对于一些良好数量的样本图像进行测试。 - Micka

我的当前信息是PNG压缩绝对不会有损失，但用户可能会通过将太多的位数每像素压入格式中而搞砸它，导致颜色/值范围的损失。 - smcs

@percusse 有什么好处呢？据我所知，并没有“一个”TIFF格式。使用它时，似乎需要非常仔细地观察你在做什么。英文维基百科页面列出了20多种不同的压缩模式，有些是无损的，有些是有损的。再仔细看一下，显然只有其中5种经常被使用。尽管如此，它似乎是一个非常复杂的格式，有许多版本和自由度。 - smcs

在这里使用TIFF没有任何好处 - 它只会使事情变得复杂并增加依赖关系。实际上，我会采用最简单的格式，它不支持压缩 - 即NetPBM格式之一，例如灰度的PGM或彩色的PPM - 特别是因为OpenCV可以在没有任何库依赖的情况下读写它们。此外，如果以后需要更高的颜色分辨率，它们还支持16位... https://en.wikipedia.org/wiki/Netpbm_format - Mark Setchell

Answer 1

PNG是一种设计上无损格式：

由于PNG的压缩完全是无损的，而且它支持高达48位真彩色或16位灰度，因此保存、恢复和重新保存图像不会降低其质量，这与标准的JPEG（即使在最高质量设置下）不同。

编码器和解码器在正确读取图像方面不应该有影响。（当然，假设它们没有漏洞）。

而且，与TIFF不同，PNG规范不留任何余地供实现者选择他们将支持的功能；结果是，在一个应用程序中保存的PNG图像可以在任何其他支持PNG的应用程序中读取。

- Dan Mašek

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谢谢！编码器在压缩率方面差异巨大，标准编码器（也被OpenCV使用）的表现要比其他编码器差得多：https://dev59.com/QWct5IYBdhLWcg3wQ7bP#12216875 - smcs

Answer 2

虽然png是无损的，但这并不意味着它默认情况下是未压缩的。

我使用IMWRITE_PNG_COMPRESSION标志来指定压缩。它的值介于0（无压缩）和9（最大压缩）之间。所以如果您想要未压缩的png：

cv2.imwrite(filename, data, [cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION, 0])

压缩得越多，保存所需的时间就越长。

文档链接

- eric