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GROUP4 影像格式，正式名稱為 CCITT（國際電報電話諮詢委員會）第 4 類傳真編碼，是一種用於壓縮單色影像的方法。它最初是為傳真傳輸而開發的，用於最佳化電信線路上文件影像的儲存和分享。與 CCITT Group 系列中的前身不同，Group 4 提供了優異的壓縮效率，使其成為文件掃描和傳真應用中常見的高解析度文字和線條藝術影像的理想選擇。

要了解 GROUP4 格式的重要性，深入探討其技術層面和運作機制至關重要。GROUP4 是一種無失真壓縮，表示它可以在不犧牲原始影像任何細節的情況下縮小檔案大小。此特性對於精確度至關重要的文件（例如文字和繪圖的精確複製）而言至關重要。GROUP4 使用的壓縮方法是一種二維編碼方案，與其直接前身 Group 3 使用的一維方案形成對比。

GROUP4 效率背後的基本原理是使用修改後的 READ（相對元素地址指定）碼來壓縮資料。此方法涉及一次分析影像的兩行，區分它們以找出模式或重複。此演算法編碼差異，而不是每個像素的絕對值，透過利用文件影像的重複性來實現更實質的壓縮。例如，文件常見的大片空白區域可以用少數幾位元編碼。

GROUP4 壓縮利用執行長度編碼 (RLE) 和霍夫曼編碼的組合。RLE 是一種簡單的資料壓縮形式，其中相同資料值（在本例中為像素顏色 - 黑色或白色）的序列儲存為單一資料值和計數。霍夫曼編碼是一種更複雜的方法，它將較短的碼分配給更頻繁的值。在 GROUP4 的情況下，霍夫曼編碼最佳化執行長度的編碼，從而提高整體壓縮比。

GROUP4 格式的另一個顯著特徵是它執行區塊結束 (EOB) 序列的能力，允許有效編碼大面積的均勻顏色。當編碼器偵測到大量白色或黑色像素沒有變化時，它會產生一個 EOB 碼。此訊號告訴解碼器，區塊（或行）的其餘部分由相同顏色的像素組成，有效地以最少資料壓縮大面積。此功能顯著提升了 GROUP4 可達到的高壓縮比，特別是在邊界或間距較大的文件中。

GROUP4 壓縮中的編碼過程從以光柵方式逐行掃描影像開始。此演算法將每個當前行與前一行進行比較，確定差異並根據預定義的規則對其進行編碼。這些規則旨在擷取和編碼兩行之間可能出現的各種模式，例如從白色變為黑色（轉換）和單一顏色的長時間序列。編碼過程透過減少文件影像特有的冗餘來有效壓縮資訊。

GROUP4 格式的獨特優點之一是它在各種解析度和大小上的可擴充性和適應性。此靈活性使其非常適合各種文件影像應用，從小規模的商業傳真傳輸到大型檔案系統。此外，壓縮的無失真特性確保掃描影像的品質保持不變，無論壓縮程度如何。此功能對於法律、醫療和檔案文件至關重要，因為對原始文件的保真度至關重要。

儘管有許多優點，GROUP4 格式也有一些限制。一個主要的限制是它僅限於單色（黑白）影像。雖然這對於文件影像和傳真目的來說並非缺點，但它確實限制了 GROUP4 在需要彩色或灰階的應用中的實用性，例如攝影或詳細地圖。此外，由於 GROUP4 壓縮旨在利用文件常見的冗餘，因此它可能無法在缺乏清晰模式或大面積均勻區域的影像上執行得很好。

GROUP4 壓縮的實作和採用在文件影像和通訊產業中廣泛存在，這要歸功於它的效率和它提供的節省成本的優點。許多文件掃描器和傳真機都支援 GROUP4 作為標準，使其成為全球辦公室和政府機構中無所不在的格式。此外，TIFF（標籤影像檔案格式）標準（一種用於儲存高品質影像的熱門格式）包含對 GROUP4 壓縮的支援，進一步鞏固了它在文件管理系統中的角色。

在軟體方面，多個文件管理和掃描應用程式提供對 GROUP4 格式的支援，允許使用者選擇它作為儲存掃描文件的首選方法。此軟體支援將 GROUP4 的實用性擴展到硬體實作之外，使其可用於數位檔案、電子郵件附件和網路出版。此格式的有效壓縮功能意味著高解析度文件影像可以方便地分享和儲存，而不會對儲存或頻寬造成顯著需求。

技術進步持續塑造著文件影像和通訊的格局，新的格式和壓縮方法不斷出現。然而，GROUP4 格式由於其在壓縮單色文件影像方面的無與倫比的效率以及其在各種裝置和軟體中的廣泛支援而保持其相關性。隨著組織和產業持續優先考慮具有成本效益且可靠的文件處理解決方案，GROUP4 仍然是數位文件管理工具包中寶貴的資產。

總之，CCITT Group 4 傳真編碼標準代表了文件影像壓縮領域的重大發展。它巧妙地使用二維編碼，結合修改後的 READ 碼、執行長度編碼和霍夫曼編碼等先進技術，可以在保留影像品質的同時有效縮小檔案大小。儘管存在一些限制，例如它僅適用於單色影像，但 GROUP4 的靈活性、壓縮效率和廣泛支援使其成為文件影像和傳真傳輸應用中歷久不衰的選擇。GROUP4 格式在促進文件影像的數位儲存和傳輸中所扮演的角色突顯了它在現代通訊和資訊管理系統中的重要性。