学习OpenCV4-聊聊图像格式（opencv 图像格式）

本文分享内容来自图书《学习OpenCV 4：基于Python的算法实战》，该书内容如下：

第1章 OpenCV快速入门；
第2章 图像读写模块imgcodecs；
第3章 核心库模块core；
第4章 图像处理模块imgproc（一）；
第5章 图像处理模块imgproc（二）；
第6章 可视化模块highgui；
第7章 视频处理模块videoio；
第8章 视频分析模块video；
第9章 照片处理模块photo；
第10章 2D特征模块features2d；
第11章 相机标定与三维重建模块calib3d；
第12章 传统目标检测模块objdetect；
第13章 机器学习模块ml；
第14章 深度神经网络模块dnn

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图像格式即图像文件存放在存储卡等介质上的格式，常用的图像格式有BMP、JPEG、TIFF、RAW等，受到存储容量的限制，图像文件通常都会经过压缩再存储，表2.1列举了OpenCV中图像读写支持的格式，本节对一些常用格式做简单介绍。

（1）BMP格式

Windows Bitmaps格式图像文件又称位图，后缀为.bmp或.dib，是Windows系统中最常见的图像格式，也是Windows环境中图像数据处理的一种标准格式，因此Windows环境中的图像处理软件都支持BMP格式。

BMP格式采用位映射存储格式，除了图像深度可以设置之外（图像深度可设置为1bit、4bit、8bit及24bit），不采用其他的压缩方式，因此存储BMP文件所需占用的空间会很大。BMP文件进行数据存储时，采用从左到右、从下到上的图像扫描方式。

（2）JPEG格式

JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家小组）是面向连续色调静止图像的一种压缩标准，该标准由国际标准化组织（ISO）制订。JPEG格式图像文件采用JPEG标准，是目前最常用的图像文件格式，后缀名为.jpg或.jpeg。

JPEG格式是一种先进的压缩格式，可以去除图像中的冗余数据，该格式压缩比通常在10：1到40：1，用JPEG格式存储的文件大小是其他类型文件的1/10~1/20，它能够将图像压缩在很小的存储空间内。JPEG格式属于有损压缩格式，压缩比越大，图像的品质就越低，所以如果要求高品质图像，压缩比则不宜设置过高。

JPEG格式可分为标准JPEG、渐进式JPEG及JPEG2000三种格式。

标准JPEG格式在网页中加载时，需要图像文件全部加载完毕才能展示图像。

渐进式JPEG在网页中加载时会先呈现图像的粗略外观，然后逐渐呈现图像细节，因而称为渐进式JPEG。渐进式JPEG格式图像文件比标准JPEG格式文件小，所以网页端图像的展示建议使用这种格式。

JPEG2000是新一代图像压缩方法，压缩品质更高，JPEG2000格式文件后缀为.jp2。在无线传输图像时，经常会遇到信号不稳造成的马赛克现象，或者图像位置错乱的问题，JPEG2000可以改善这种情况下的图像传输品质。JPEG2000的压缩率比标准JPEG高约30%，支持有损压缩和无损压缩两种方式，支持渐进式传输，支持设定感兴趣区域（即指定图片上感兴趣区域的压缩质量），而且还可以选择图像中的某一部分先行解压。

（3）PNG格式

PNG（Portable Network Graphics，便携式网络图形）格式是一种采用无损压缩数据算法的位图格式，后缀为.png，该格式当初的设计意图是替代有专利的GIF和TIFF文件格式，是目前比较常用的一种图像格式。

（4）WebP格式

WebP由Google发布，文件后缀为.webp，提供了有损压缩与无损压缩两种方式，该格式派生于VP8，支持的最大像素数量是16383x16383。相较于JPEG格式，WebP格式采用有损压缩在保持与JPEG格式相同的图片质量的情况下，文件大小会比JPEG格式文件小，WebP无损压缩的图像比PNG图像少了45%的存储大小，因此能够有效的减少图片在网络上的传输时间。

（5）TIFF 格式

TIFF（Tag Image File Format，标签图像文件格式）是一种灵活的位图格式，文件后缀为.tiff或.tif。TIFF格式采用3级体系结构，内部结构分为三个部分：文件头信息区、标识信息区和图像数据区。文件头信息区存储TIFF文件解析所必需的信息，标识信息区包含了有关于图像的所有信息，图像数据区存储图像信息。

TIFF格式应用广泛，拥有多种压缩方案，可以描述多种类型的图像，不依赖于硬件，具有可移植性。

OpenCV进行图像编解码时，在Windows和MacOSX操作系统上，默认情况下使用OpenCV自带的编解码器（libjpeg、libpng、libtiff和libjasper），因此在这两种系统上OpenCV总是可以读取JPEG、PNG和TIFF格式的图像文件。在MacOSX上，还可以选择使用MacOSX本机的图像读取器。

在Linux、BSD或其他类Unix的操作系统上，OpenCV寻找与操作系统镜像一起提供的编解码器，安装相关软件包时不要忘记安装开发文件，例如Debian和Ubuntu中的“libjpeg dev”。