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HEIC 格式（高效压缩）

HEIC（High Efficiency Image Container，高效图像容器）格式由 MPEG 组织 2015 年基于 HEVC/H.265 标准开发，苹果在 iOS 11 中强制推广。通过帧间预测和四叉树分区编码，压缩效率比 JPEG 高 40%-50%，支持深度图、连拍序列和 Alpha 通道，但专利授权问题限制开源支持。

格式简介​

HEIC 是一种现代图像格式，基于 HEVC（H.265）视频编码技术。HEIC 格式提供了比 JPEG 更高的压缩效率，同时支持更多功能，如透明度、深度图和连拍序列。

HEIC 文件扩展名为 .heic 或 .heif，MIME 类型为 image/heic 或 image/heif。HEIC 格式由 MPEG 组织制定，是 ISO/IEC 23008-12 标准的一部分。

技术特点​

核心特性​

  • 高压缩比：比 JPEG 节省 40%-50% 文件体积
  • 高质量：相同文件大小下质量更高
  • 深度图支持：支持景深信息
  • 连拍序列：可以存储多张相关图像
  • Alpha 通道：支持透明度
  • 16 位色深：支持更高色深

编码技术​

HEIC 使用 HEVC 编码技术：

  • 帧内预测：利用空间相关性
  • 变换编码：DCT 变换
  • 量化：自适应量化
  • 熵编码：CABAC 熵编码

HEIC vs JPEG​

  • 压缩效率：HEIC 比 JPEG 高 40%-50%
  • 功能：HEIC 支持更多功能（深度图、连拍等）
  • 兼容性：JPEG 兼容性更好
  • 专利：HEIC 有专利限制

文件结构​

HEIC 文件基于 ISO 基础媒体文件格式（ISO Base Media File Format）：

[ftyp]                  # 文件类型盒
[meta]                  # 元数据盒
  - ispe                # 图像尺寸
  - irot                # 图像旋转
  - colr                # 颜色信息
  - pixi                # 像素信息
[mdat]                  # 媒体数据盒（HEVC 编码数据）

关键盒说明​

  • ftyp：文件类型标识
  • meta：包含图像元数据
  • mdat：包含 HEVC 编码的图像数据

使用场景​

适用场景​

  • Apple 设备：iPhone、iPad 默认照片格式
  • 高质量照片存储：需要高压缩比的场景
  • 连拍照片：存储连拍序列
  • 深度图应用：需要景深信息的应用

优缺点​

优点：

  • 压缩效率高，文件体积小
  • 质量好，视觉损失小
  • 支持丰富功能（深度图、连拍等）
  • 支持 16 位色深

缺点：

  • 专利限制，开源支持有限
  • 兼容性不如 JPEG
  • 某些设备和软件不支持
  • 编码速度相对较慢

代码示例​

Python 处理 HEIC​

from PIL import Image

# 注意：Pillow 需要 pillow-heif 插件支持 HEIC
try:
    from pillow_heif import register_heif_opener
    register_heif_opener()
    
    # 打开 HEIC 文件
    img = Image.open('photo.heic')
    print(f"图像尺寸: {img.size}")
    
    # 转换为 JPEG
    img.save('output.jpg', 'JPEG', quality=95)
except ImportError:
    print("需要安装 pillow-heif: pip install pillow-heif")

命令行工具​

# 使用 ImageMagick
magick convert input.heic output.jpg
magick convert input.jpg output.heic

# 使用 ffmpeg
ffmpeg -i input.heic output.jpg
ffmpeg -i input.jpg -c:v libx265 output.heic

# 使用 heif-convert（libheif 工具）
heif-convert input.heic output.jpg

使用 pyheif​

import pyheif
from PIL import Image

# 读取 HEIC 文件
heif_file = pyheif.read('photo.heic')

# 转换为 PIL Image
image = Image.frombytes(
    heif_file.mode,
    heif_file.size,
    heif_file.data,
    "raw",
    heif_file.mode,
    heif_file.stride,
)

# 保存为 JPEG
image.save('output.jpg', 'JPEG')

相关工具​

  • 查看器：
    • Apple Photos：macOS/iOS 原生支持
    • Windows 10+：内置支持（需要扩展）
    • ImageMagick：支持 HEIC
  • 转换工具：
    • ImageMagick：命令行转换工具
    • FFmpeg：支持 HEIC 编码解码
    • libheif：开源 HEIC 库
  • 编程库：
    • Python: pillow-heif、pyheif
    • C/C++: libheif
    • JavaScript: heic2any

相关链接​

参考​