图像的存储

 

数字图像的大小，是由点阵的规模和色彩方案决定的。点阵规模就是常用的分辨率，是指横向像素值*纵向像素值（如800*600、1024*768），该参数描述的是图像的最大表现能力。显示效果与显示器的性能和设置有关，不在本文讨论范围。

 

常用的色彩方案有灰度图像，RGB色彩模式和YUV等。

灰度图像不含色相（色调）信息，只现色彩三要素中的明度。它使用百分比的方式表示纯白到纯黑，以及两者之间的一系列过渡色，如果用一个字节（8bit）来表示，共有256个灰度级，取值范围为0到255。

RGB色彩模式，红Red，绿Green，蓝Blue称为光学三原色（另有美术三原色是红黄蓝），通过三者的搭配可以包括人类可感知的所有颜色。在该模式下，每个通道分别使用0到255的值来表示。

YUV是通过对RGB进行矩阵变换的来的，同样有三个信号通道，分别是亮度通道Y和两个色差通道R-Y（即U），B-Y即（V），在变换过程中可能存在信息的丢失和准确度的下降。JPEG图像就是采用了YUV图像模式（应用于电视系统中，可实现彩色信号和黑白信号的兼容）。

 

下面以RBG图像进行分析：

对于一个只有16个颜色的图像来说，只需4bit就可以将颜色区分开来，为每一个像素分配3*8bit来描述颜色显得有些浪费。有没有解决的办法呢？这里就要用到调色板（Palette）或者说颜色查找表LUT(LookUp Table)。调色板使用一张固定长度的表来描述颜色，表中的每行有个一索引值，对应一种颜色。这样每个像素只需要存储对应的索引值就可以了。

调色板是不是必须的呢？其实调色板具有自描述性，说明文件自身的格式。我可以想到两种情况不必使用调色板。第一，颜色的分布式均匀或者是有规律的，存储和读取的实体也知晓该规律；第二，调色板不能明显减少存储空间，例如图像共有256*256*256种颜色（这就是常被提及的真彩色图像），这时调色板已满，使用索引值和和直接使用3*8bit效率相同，调色板就显得多余了，反而占用了额外的空间。