损失压缩图像技术的现状是什么?

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在压缩数字图像(例如800x480像素的彩色照片)方面,有哪些最先进的算法?

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经常被讨论作为JPEG后继者的格式有:

  • JPEG XR (又称 HD Photo、Windows Media Photo)。根据莫斯科国立大学图形与媒体实验室(MSU)的 一项研究 ,图像质量可与JPEG2000相比,且明显优于JPEG,压缩效率与JPEG-2000相当

  • WebP 已经在谷歌的一些网站上测试过了,这个格式主要面向网络,谷歌Chrome浏览器用户可以专属地获得它们的图片(如果你用其他浏览器连接,则会得到png或jpg图像)。

  • HEVC-MSP。在Mozilla公司的一项研究中(2013年10月),HEVC-MSP在大多数测试中表现最佳,在未能表现最佳的测试中,仅次于原始JPEG格式(但该研究仅考虑了图像压缩效率,而没有考虑其他重要指标和数据:功能集、运行时性能、许可证等)。

  • Jpeg 2000。编码/解码最为计算密集。与常规JPEG格式相比,它提供了诸如支持更高位深度、更先进的压缩和无损压缩选项等优势。它是其他格式的标准比较术语,但其接受度略慢。

无论如何,JPEG编码器在20多年后仍未达到其最大的压缩潜力。即使在强大的兼容性要求的限制下,也有一些项目(例如Mozilla mozjpeg项目Google Guetzli)可以在不牺牲质量的情况下生成更小的JPG文件。


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这取决于你需要对编码图像进行什么操作。对于网页和小尺寸的图像,有损压缩系统可能适合,但对于卫星图像、医学图像等,则可能需要无损压缩。上述格式并不满足所有情况,也不支持每种像素格式,因此它们无法直接比较。我一直在研究高位深图像的无损压缩,目前发现适当的可逆预压缩滤波哈夫曼编码器在文件大小方面平均比jpeg2000和jpeg xr少56%(即文件大小不到一半),而且速度更快。在我进行的有限测试中,它甚至可以击败FFV1,即使FFV1将源图像像素深度从16位截断为10位后,它也可以生成不到一半大小的文件。真是令人惊讶。
对于无损压缩比,FLIF是我最喜欢的,但编码时间很长。与其他格式相比,我从未生成比FLIF文件更小的文件。所以,耐心等待会有好结果。FLIF使用机器学习来实现其压缩比。在FLIF压缩之前(编码器可以启用此功能),对图像应用有损预压缩滤波器可以创建视觉上无损的图像,这些图像可以与最佳有损编码器竞争,但具有再编码输出文件不会进一步降低质量的优势(因为编码器是无损的)。
有一件事对我来说很明显 - 目前没有真正的最先进技术。大多数格式都使用旧技术,在内存和处理能力是高端产品的时代设计。就无损压缩而言,FLIF是一个重要的进步,但它是一个广阔的研究领域。大多数研究似乎集中在有损压缩系统上。

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