常见的图像文件格式 

一、BMP格式 BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格 式，能够被多

种Windows应用程序所支持。随着Windows操作系统的流行与丰富的 Windows应用程序的开发，BMP位图格式理

所当然地被广泛应用。这种格式的特点是 包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺

点--占 用磁盘空间过大。所以，目前BMP在单机上比较流行。

 二、GIF格式 GIF是英文Graphics Interchange format（图形交换格式）的缩写。顾名思义 ，这种格式是用来

交换图片的。事实上也是如此，上世纪80年代，美国一家著名的 在线信息服务机构CompuServe针对当时网络传输

带宽的限制，开发出了这种GIF图 像格式。 GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速

得到 了广泛的应用。 最初的GIF只是简单地用来存储单幅静止图像（称为GIF87a），后 来随着技术发展，可以同时

存储若干幅静止图象进而形成连续的动画，使之成为当 时支持2D动画为数不多的格式之一（称为GIF89a），而在

GIF89a图像中可指定透明 区域，使图像具有非同一般的显示效果，这更使GIF风光十足。目前Internet上大 量采用的

彩色动画文件多为这种格式的文件，也称为GIF89a格式文件。 此外，考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式还

增加了渐显方式，也就 是说，在图像传输过程中，用户可以先看到图像的大致轮廓，然后随着传输过程的 继续而逐

步看清图像中的细节部分，从而适应了用户的"从朦胧到清楚"的观赏心理 。目前Internet上大量采用的彩色动画文件

多为这种格式的文件。 但GIF有个小小的缺点，即不能存储超过256色的图像。尽管如此，这种格式仍 在网络上大行

其道应用，这和GIF图像文件短小、下载速度快、可用许多具有同样 大小的图像文件组成动画等优势是分不开的。

 
三、JPEG格式 JPEG也是常见的一种图像格式，它由联合照片专家组（Joint Photographic Experts Group）

开发并以命名为"ISO 10918-1"，JPEG仅仅是一种俗称而已。 JPEG文件的扩展名为.jpg或.jpeg，其压缩技术十分先

进，它用有损压缩方式去除 冗余的图像和彩色数据，获取得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像， 换句

话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。 同时JPEG还是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，

允许你用不同的 压缩比例对这种文件压缩，比如我们最高可以把1.37MB的BMP位图文件压缩至20. 3KB。当然我们完全

可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。 由于JPEG优异的品质和杰出的表现，它的应用也非常广泛，特别是

在网络和光 盘读物上，肯定都能找到它的影子。目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式，因 为JPEG格式的文件尺

寸较小，下载速度快，使得Web页有可能以较短的下载时间提 供大量美观的图像，JPEG同时也就顺理成章地成为网

络上最受欢迎的图像格式。 

四、JPEG2000格式 JPEG 2000同样是由JPEG 组织负责制定的，它有一个正式名称叫

做"ISO 15444"，与JPEG相比，它具备更高压缩率以及更多新功能的新一代静态影像压缩技 术。 JPEG2000 作为

JPEG的升级版，其压缩率比JPEG高约30%左右。与JPEG不同的是 ，JPEG2000 同时支持有损和无损压缩，而 JPEG

 只能支持有损压缩。无损压缩对 保存一些重要图片是十分有用的。JPEG2000的一个极其重要的特征在于它能实现渐

 进传输，这一点与GIF的"渐显"有异曲同工之妙，即先传输图像的轮廓，然后逐步 传输数据，不断提高图像质量，让

图象由朦胧到清晰显示，而不必是像现在的 JPEG 一样，由上到下慢慢显示。 此外，JPEG2000还支持所谓的"感兴趣

区域"特性，你可以任意指定影像上你感 兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部份先解压缩。 JPEG 2000 和

 JPEG 相 比优势明显，且向下兼容，因此取代传统的JPEG格式指日可待。 JPEG2000可应用于传统的JPEG市场，如

扫描仪、数码相机等，亦可应用于新兴 领域，如网路传输、无线通讯等等。 

五、TIFF格式 TIFF（Tag Image File

 format）是Mac中广泛使用的图像格式，它由Aldus和 微软联合开发，最初是出于跨平台存储扫描图像的需要而设

计的。它的特点是图像 格式复杂、存贮信息多。正因为它存储的图像细微层次的信息非常多，图像的质量 也得以提

高，故而非常有利于原稿的复制。 该格式有压缩和非压缩二种形式，其中压缩可采用LZW无损压缩方案存储。不

 过，由于TIFF格式结构较为复杂，兼容性较差，因此有时你的软件可能不能正确识 别TIFF文件（现在绝大部分软件

都已解决了这个问题）。目前在Mac和PC机上移植 TIFF文件也十分便捷，因而TIFF现在也是微机上使用最广泛的图

像文件格式之一。 

六、PSD格式 这是著名的Adobe公司的图像处理软件Photoshop的专用格式Photoshop

 Document（PSD）。PSD其实是Photoshop进行平面设计的一张"草稿图"，它里面包 含有各种图层、通道、遮罩

等多种设计的样稿，以便于下次打开文件时可以修改上 一次的设计。在Photoshop所支持的各种图像格式中，PSD

的存取速度比其它格式快 很多，功能也很强大。由于Photoshop越来越被广泛地应用，所以我们有理由相信 ，这种

格式也会逐步流行起来。 

七、PNG格式 PNG（Portable Network Graphics）是一种新兴的网络图像格式。在1994

年底 ，由于Unysis公司宣布GIF拥有专利的压缩方法，要求开发GIF软件的作者须缴交一 定费用，由此促使免费的

png图像格式的诞生。PNG一开始便结合GIF及JPG两家之长 ，打算一举取代这两种格式。1996年10月1日由PNG向

国际网络联盟提出并得到推荐 认可标准，并且大部分绘图软件和浏览器开始支持PNG图像浏览，从此PNG图像格式

 生机焕发。 PNG是目前保证最不失真的格式，它汲取了GIF和JPG二者的优点，存贮形式丰 富，兼有GIF和JPG的色

彩模式；它的另一个特点能把图像文件压缩到极限以利于网 络传输，但又能保留所有与图像品质有关的信息，因为

PNG是采用无损压缩方式来 减少文件的大小，这一点与牺牲图像品质以换取高压缩率的JPG有所不同；它的第 三个

特点是显示速度很快，只需下载1/64的图像信息就可以显示出低分辨率的预览 图像；第四，PNG同样支持透明图像

的制作，透明图像在制作网页图像的时候很有 用，我们可以把图象背景设为透明，用网页本身的颜色信息来代替设为

透明的色彩 ，这样可让图像和网页背景很和谐地融合在一起。 PNG的缺点是不支持动画应用效果，如果在这方面能

有所加强，简直就可以完 全替代GIF和JPEG了。Macromedia公司的Fireworks软件的默认格式就是PNG。现在 ，越

来越多的软件开始支持这一格式，而且在网络上也越来截止流行。 

八格式 利用Flash我们可以制作出一种后缀名

（Shockwave format）的动画，这 种格式的动画图像能够用比较小的体积来表现丰富的多媒体形式。在图像的传输

方 面，不必等到文件全部下载才能观看，而是可以边下载边看，因此特别适合网络传 输，特别是在传输速率不佳的

情况下，也能取得较好的效果。事实也证明了这一点 如今已被大量应用于WEB网页进行多媒体演示与交互性设计。

此外动画 是其于矢量技术制作的，因此不管将画面放大多少倍，画面不会因此而有任何损害 。综上格式作品以其高

清晰度的画质和小巧的体积，受到了越来越多网页设 计者的青睐，也越来越成为网页动画和网页图片设计制作的主

流，目前已成为网上 动画的事实标准。 

九、SVG格式 SVG可以算是目前最最火热的图像文件格式了，它的英文全称

为Scalable Vector Graphics，意思为可缩放的矢量图形。它是基于XML（Extensible Markup Language），由

World Wide Web Consortium（W3C）联盟进行开发的。严 格来说应该是一种开放标准的矢量图形语言，可让你

设计激动人心的、高分辨率的 Web图形页面。用户可以直接用代码来描绘图像，可以用任何文字处理工具打开 SVG

图像，通过改变部分代码来使图像具有互交功能，并可以随时插入到HTML中通 过浏览器来观看。 它提供了目前网

络流行格式GIF和JPEG无法具备了优势：可以任意放大图形显 示，但绝不会以牺牲图像质量为代价；字在SVG图像中

保留可编辑和可搜寻的状态 ；平均来讲，SVG文件比JPEG和GIF格式的文件要小很多，因而下载也很快。可以相

 信，SVG的开发将会为Web提供新的图像标准。
 其它非主流图像格式： 

1、PCX格式 PCX格式是ZSOFT公司在开发图像处理软件Paintbrush时开发的一种格式，这是 一种经过压缩的格式，

占用磁盘空间较少。由于该格式出现的时间较长，并且具有 压缩及全彩色的能力，所以现在仍比较流行。

 2、DXF格式 DXF（Autodesk Drawing Exchange format）是AutoCAD中的矢量文件格式，它 以ASCII码方式存

储文件，在表现图形的大小方面十分精确。许多软件都支持DXF格 式的输入与输出。 

3、WMF格式 WMF（Windows Metafile format）是Windows中常见的一种图元文件格式，属 于矢量文件格式。

它具有文件短小、图案造型化的特点，整个图形常由各个独立的 组成部分拼接而成，其图形往往较粗糙。 

4、EMF格式 EMF（Enhanced Metafile）是微软公司为了弥补使用WMF的不足而开发的一种 Windows 32位扩展

图元文件格式，也属于矢量文件格式，其目的是欲使图元文件更 加容易接受。 

5、LIC（FLI/FLC）格式 Flic格式由Autodesk公司研制而成，FLIC是FLC和FLI的统称：FLI是最初的基 于320×200分

辨率的动画文件格式，而FLC则采用了更高效的数据压缩技术，所以 具有比FLI更高的压缩比，其分辨率也有了不少提高。 

6、EPS格式 EPS（Encapsulated PostScript）是PC机用户较少见的一种格式，而苹果Mac 机的用户则用得较多。

它是用PostScript语言描述的一种ASCII码文件格式，主要 用于排版、打印等输出工作。 

7、TGA格式 TGA（Tagged Graphics）文件是由美国Truevision公司为其显示卡开发的一种 图像文件格式，已被国际上的图形、

图像工业所接受。TGA的结构比较简单，属于 一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有着很大影响，是计算

机生成图像 向电视转换的一种首选格式。

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1. 需求提出：
由于在日常工作中，我主要接触的是胸部CT图像。图像的扫描参数一般是：

Rows: 512

Columns: 512

一张图像的大小，大约是512k左右。

一般一套薄层1.25mm的序列，大约有200~300张，那么占用内存空间约为100M ~ 150M。

由于三甲医院每天的病人量特别大，因此我们在医院的服务器，一天大约光胸部CT影像，就能接到500 ~ 1000套左右，那么一天需要新增的存储量便是：50G ~ 100G左右。

虽然现在硬件成本已经比较低，但是仍然要考虑到长久上线的成本。
解决的方案，目前有两个：

（1）由于AI主要是为了辅助医生在阅片时查看是否有相关疾病（如肺结节，骨折，脑出血等）。因此对于影像的时效性比较关注。也就是在患者拍完片后，放射科医生准备阅片前，要完成相应的模型预测。而当影像报告出具后，其实这些影像可能就不用了。除非医生还需要拿一些片子做科研，写论文等。

因此，我们会设计一个磁盘空间阈值，当发现当前的硬盘占用量超过这个阈值时，便在凌晨开始进行自动清理。删除一些已经过期很久的图像。

（2）DCM标准中，本身提供了压缩算法。压缩算法又分为有损压缩和无损压缩。

为了达到既节省硬盘占用率，同时又不影响模型的预测效果，我们当然是需要使用无损压缩算法了。

经过测试，使用无损压缩算法，可以将1张512k的CT图像，压缩到大约200~300k之间，也就是50% ~ 60%的压缩率。当然，由于每一套图占用的磁盘空间减少了，那么同样的磁盘空间，就可以存储更长时间范围内的影像了。这样，即使医生想查看比较久远的影像，也不需要再重新从医院的PACS拉图和预测了。
2. 方案调研：
对于医学影像处理，每种编程语言似乎都有一个对应的，支持dcm标准的开发库。










C++
dcmtk, gdcm, itk, vtk


Java
dcm4chee


Python
pydicom


3. 解决方案：
3.1 编译dcm4chee:
由于已有技术方案是采用java实现的. 因此, 这里还是继续沿用java的语言, 采用dcm4chee的相关库来实现压缩图像的功能.
dcm4chee是DICOM标准的JAVA实现, 它的源代码在github的地址为:

https://github.com/dcm4che/dcm4che.
将dcm4chee的源码clone到本地代码仓库, 在IntelliJ中, 进行编译.

mvn install.
这里会遇到一个坑, 就是mvn install的时候, 总是会在编译: dcm4che-assembly这个子工程卡住. 卡住的原因是, 无法从mvn的远程仓库下载某几个dll(虽然我是在linux系统上编译, 但是还是会下载dll.)
被这个问题困扰了一段时间后. 尝试通过修改settings.xml中的镜像地址为阿里云. 但是发现, 替换为阿里云后, 同样无法通过编译. 从网上得知, 可能是阿里云的mvn仓库更新不是特别及时, 导致很多新的包无法下载.
后来, 通过查询网络, 发现了解决方案, 来自于:

https://blog.csdn.net/yashiro1123/article/details/109381622

就是手动从网络上将dcm4chee编译时无法下载下来的jar包, dll等文件, 依据提示下载下来, 并且手动拷贝到本地的.m2的文件夹下. 依次将提示缺失的文件都下载并保存后, 再次运行mvn install, 就可以将dcm4chee的源码编译成功了.
3.2 参考dcm4chee中的Compressor, Dcm2Dcm
dcm4chee编译完成后, 就可以参考dcm4chee中的压缩文件的相关类及其函数了.

在dcm4chee-tool中, 提供了一系列的转化工具, 几乎涵盖了目前所有的转换任务.

而本需求, 其实就是将一张原始的dcm图像, 转化为一张jpeglossless的无损压缩的dcm图像.
在DICOM标准中, dcm的TransferSyntaxUID是表明影像的传输语法及压缩格式. 经过编译后, dcm4chee中会新生成一个UID.java的类, 该类会存储dicom中所有的UID属性的值.

其中, 与TransferSyntaxUID相关的值:
	/** Implicit VR Little Endian, TransferSyntax */
    public static final String ImplicitVRLittleEndian = "1.2.840.10008.1.2";
    /** Explicit VR Little Endian, TransferSyntax */
    public static final String ExplicitVRLittleEndian = "1.2.840.10008.1.2.1";
    /** Deflated Explicit VR Little Endian, TransferSyntax */
    public static final String DeflatedExplicitVRLittleEndian = "1.2.840.10008.1.2.1.99";
    /** Explicit VR Big Endian (Retired), TransferSyntax */
    public static final String ExplicitVRBigEndian = "1.2.840.10008.1.2.2";
        /** JPEG Lossless, Non-Hierarchical, First-Order Prediction (Process 14 [Selection Value 1]), TransferSyntax */
    public static final String JPEGLosslessSV1 = "1.2.840.10008.1.2.4.70";
    /** JPEG-LS Lossless Image Compression, TransferSyntax */
    public static final String JPEGLSLossless = "1.2.840.10008.1.2.4.80";
    /** JPEG-LS Lossy (Near-Lossless) Image Compression, TransferSyntax */
    public static final String JPEGLSNearLossless = "1.2.840.10008.1.2.4.81";

等等.
4. 潜在问题及解决：

                    
比利时鲁汶大学的博士后研究员Jon Sneyers宣布了一种新的无损图像格式FLIF，源代码在 GPLv3许可证下发布在Github上。FLIF目前还在开发之中，开发者称它的压缩比超过了PNG、FFV1、无损WebP、无损BPG和无损 JPEG2000。
其它无损图像格式支持渐进解码（progressive decoding），即下载压缩图像的同时就能开始解码，但根据不同无损格式其效果存在差异。开发者称FLIF支持渐进交错（progressive interlacing），下载一小部分无损压缩图像文件后能解码出效果不错的完整有损图像（可查看示例）。             





文章转载自 开源中国社区[https://www.oschina.net]

        
        
                
    

我们使用opencv对TIFF格式图像进行处理，比如放大，缩小等基本操作，当我们需要存储所操作后的图像时就会存在问题。因为opencv中默认的函数imwrite()是将TIFF格式的图像存储为LZW压缩格式的图像，LZW压缩格式是一种无损的技术，但是在不同的应用场合我们可能需要未压缩的TIFF格式的图像。

Imwrite函数定义如下：boolimwrite(const string& filename, InputArray img, constvector<int>& params=vector<int>() )其第三个参数在opencv2.4.3中只有如下几个格式，并没有直接处理TIFF格式的。
enum  cv::ImwriteFlags {
  cv::IMWRITE_JPEG_QUALITY = 1,
  cv::IMWRITE_JPEG_PROGRESSIVE = 2,
  cv::IMWRITE_JPEG_OPTIMIZE = 3,
  cv::IMWRITE_JPEG_RST_INTERVAL = 4,
  cv::IMWRITE_JPEG_LUMA_QUALITY = 5,
  cv::IMWRITE_JPEG_CHROMA_QUALITY = 6,
  cv::IMWRITE_PNG_COMPRESSION = 16,
  cv::IMWRITE_PNG_STRATEGY = 17,
  cv::IMWRITE_PNG_BILEVEL = 18,
  cv::IMWRITE_PXM_BINARY = 32,
  cv::IMWRITE_WEBP_QUALITY = 64
}
所以我使用的opencv版本是2.4.3，该版本目前只支持简单存储TIFF格式图像，不能选择是否压缩，或者怎样压缩。所以，为了使用opencv处理TIFF格式图像，我们必须对其源码进行一定的修改，让其能够将TIFF格式的图像存储为未压缩格式。
找到opencv的源码中的grfmt_tiff.cpp文件，有如下部分代码：
  int   compression = COMPRESSION_LZW;
   int   predictor    = PREDICTOR_HORIZONTAL;
 
   int   colorspace = channels > 1? PHOTOMETRIC_RGB : PHOTOMETRIC_MINISBLACK;
 
   if ( !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_IMAGEWIDTH, width)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_IMAGELENGTH, height)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_BITSPERSAMPLE, bitsPerChannel)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_COMPRESSION, compression)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_PHOTOMETRIC, colorspace)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_SAMPLESPERPIXEL, channels)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_PLANARCONFIG, PLANARCONFIG_CONTIG)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_ROWSPERSTRIP, rowsPerStrip)
||!TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_PREDICTOR, predictor)
       )
   {
        TIFFClose(pTiffHandle);
        return false;
   }
将该部分代码修改为：
int compression = COMPRESSION_NONE;
   int   predictor    = PREDICTOR_HORIZONTAL;
 
   int   colorspace = channels > 1? PHOTOMETRIC_RGB : PHOTOMETRIC_MINISBLACK;
 
   if ( !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_IMAGEWIDTH, width)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_IMAGELENGTH, height)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_BITSPERSAMPLE, bitsPerChannel)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_COMPRESSION, compression)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_PHOTOMETRIC, colorspace)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_SAMPLESPERPIXEL, channels)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_PLANARCONFIG, PLANARCONFIG_CONTIG)
     || !TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_ROWSPERSTRIP, rowsPerStrip)
       )
   {
        TIFFClose(pTiffHandle);
        return false;
   }
         if(compression != COMPRESSION_NONE
                   &&!TIFFSetField(pTiffHandle, TIFFTAG_PREDICTOR, predictor)
                   )
         {
                   TIFFClose(pTiffHandle);
                   returnfalse;
         }
并重新使用cmake编译opencv，然后使用其中的dll，就可以解决opencv只能将tiff存储为LZW压缩格式的问题。
使用cmake编译opencv，请自行百度，并且声明只是opencv2.4.3需要修改，至于之后现在最新的opencv是否有选择压缩的选项不清楚。还有一个弊端就是使用该方法之后，之后存储tiff格式的图像都不能存储为LZW格式的图像。

附上存储部分代码：
cv::Mat img1 = cv::imread("test.tif",-1);
         cv::Matimg2;
 
         resize(img1,img2,cv::Size(1320,1400),0,0,CV_INTER_LINEAR);
         imwrite("test.tif",img2);