压缩失真

压缩伪像（或伪像）是由有损压缩的应用引起的媒体（包括图像、音频和视频）的明显失真。 有损数据压缩涉及丢弃一些媒体数据，使其变得足够小，可以存储在所需的磁盘空间内或在可用带宽（称为数据速率或比特率）内传输（流式传输）。 如果压缩器无法在压缩版本中存储足够的数据，则会导致质量下降或引入伪像。 压缩算法可能不够智能，无法区分主观重要性很小的失真和用户不喜欢的失真。

最常见的数字压缩伪影是 DCT 块，它是由许多数字媒体标准（如 JPEG、MP3 和 MPEG 视频文件格式）中使用的离散余弦变换 (DCT) 压缩算法引起的。 这些压缩伪像在应用重压缩时出现，并且经常出现在常见的数字媒体中，例如 DVD，常见的计算机文件格式，例如 JPEG、MP3 和 MPEG 文件，以及一些光盘的替代品，例如索尼的 MiniDisc 格式。 未压缩的媒体（例如激光光盘、音频 CD 和 WAV 文件）或无损压缩的媒体（例如 FLAC 或 PNG）不会出现压缩失真。

可感知伪影的最小化是实现有损压缩算法的关键目标。 然而，人工制品偶尔会出于艺术目的而有意制作，这种风格被称为故障艺术或数据处理。

从技术上讲，压缩伪像是一类特定的数据错误，通常是有损数据压缩中量化的结果。 在使用变换编码的地方，它通常采用编码器变换空间的基函数之一的形式。

当执行基于块的离散余弦变换 (DCT) 编码进行量化时，如在 JPEG 压缩图像中，可能会出现多种类型的伪像。

• 振铃
• 修容
• 海报化
• 沿弯曲边缘的阶梯噪声（混叠）
• 繁忙区域的块效应（块边界伪影，有时称为宏块、绗缝或棋盘格）

在低比特率下，任何基于块的有损编码方案都会在像素块和块边界处引入可见的伪像。 这些边界可以变换块边界、预测块边界或两者，并且可以与宏块边界重合。 无论伪影的原因如何，术语宏块都是常用的。 其他名称包括平铺、马赛克、像素化、绗缝和棋盘格。

块伪像是块变换编码原理的结果。 将变换（例如离散余弦变换）应用于像素块，并且为了实现有损压缩，对每个块的变换系数进行量化。 比特率越低，表示的系数越粗糙，并且越多的系数被量化为零。 从统计上看，图像的低频内容多于高频内容，因此量化后残留的是低频内容，这会导致模糊、低分辨率的块。 在最极端的情况下，仅保留DC系数，即表示块的平均颜色的系数，并且变换块在重构后仅是单一颜色。

由于此量化过程在每个块中单独应用，因此相邻块对系数的量化方式不同。 这导致块边界处的不连续性。 这些在平坦区域最为明显，那里几乎没有细节可以掩盖效果。

已经提出了各种方法来降低图像压缩效果，但是为了使用标准化的压缩/解压缩技术并保留压缩的好处，其中许多方法侧重于后处理 - 即处理 收到或查看时的图像。 没有任何后处理技术被证明可以在所有情况下提高图像质量； 因此，虽然有些已经在专有系统中实施和使用，但没有一个获得广泛接受。 例如，许多照片编辑程序都内置了专有的 JPEG 伪像减少算法。 消费类设备通常将此后处理称为 MPEG 降噪。

JPEG 中的边界伪影可以变成更令人愉悦的颗粒，这与高 ISO 摄影胶片中的颗粒不同。