[發明專利]一種圖像無損壓縮裝置及方法

有效

• 申請號: 201611182488.X
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106791844B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 秦琦;王加慶;吳南健
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H04N19/136
• 分類號: H04N19/136;H04N19/17;H04N19/423;H04N19/436;H04N19/85
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種圖像無損壓縮裝置及方法，該方法包括以下步驟：第一幀圖像不作處理傳輸至碼流合成器；狀態寄存單元寄存第i幀圖像的像素序號、行序號和幀序號，數據分配器將第i幀圖像數據中的暗像素行傳輸至S?O?F插入器，并輸出第i幀圖像的碼流函數；數據分配器傳輸第i幀圖像數據中除暗像素行外的其他有效像素行至求差編碼單元，計算第i幀圖像的先序/后序圖像幀殘差，進行編碼輸出第i幀圖像每一有效像素行的標示值和OV值；碼流合成器輸出第一幀圖像原始數據、第i幀圖像碼流函數、第i幀圖像第j行標示值和OV值。本發明延時較低，能實現較高的處理主頻；并行度高，同時對多幀圖像進行無損壓縮處理，利于算法的硬件移植，可實現極高數據帶寬下的實時壓縮。

技術領域

本發明涉及圖像信息處理裝置及方法，尤其涉及一種圖像無損壓縮裝置及方法。

背景技術

圖像傳感器目前已廣泛應用于科學研究、工業生產、醫療衛生和國防軍事等各個領域。隨著圖像分辨率及圖像幀率的不斷提升，人類得以觀察到更加細微的物體特征，或者更為短暫的物理現象，從而極大的豐富了人類的觀測手段，提高了人類的認知水平。

然而隨著圖像性能參數的迅速提升，同時也帶來了圖像數據量和數據傳輸帶寬成倍增長的巨大挑戰。海量的圖像數據和超高數據傳輸帶寬，為后續的圖像傳輸、存儲及處理都帶來了一系列技術難題。

目前針對此類高分辨率、高幀率下的超高帶寬圖像數據流(尤其是對超過10Gbps量級的圖像數據流)，進行實時的、且無信息損失的壓縮相對困難。受高幀率、高數據帶寬以及處理能力的限制，現有高速圖像采集系統中，多為直接存儲原始圖像數據而未做任何處理。所以圖像數據中存在大量的冗余數據，實際上浪費了存儲容量，占用了額外傳輸帶寬，也大幅提高了成像系統的實現成本。

發明內容

基于以上問題，本發明的主要目的在于提出一種圖像無損壓縮裝置及方法，用于解決以上技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，本發明提出了一種圖像無損壓縮裝置，包括狀態寄存單元、數據分配器、S-O-F插入器、求差編碼單元和碼流合成器，其中：

狀態寄存單元用于提取待處理圖像的像素序號、行序號和幀序號并對其寄存處理；

數據分配器，接收狀態寄存單元輸出的行序號和幀序號來選擇將待處理圖像傳輸到S-O-F插入器或求差編碼單元；

S-O-F插入器，接收狀態寄存單元輸出的像素序號、行序號和幀序號和數據分配器輸出的所述待處理圖像，將圖像的暗像素行的數據值修改為設定的對齊碼值并向碼流合成器輸出碼流函數；

求差編碼單元，接收除了暗像素行外的其他有效像素行計算先序/后序圖像幀殘差，并對殘差進行編碼，向碼流合成器輸出每一有效像素行的標示值和OV值；

碼流合成器，用于接收碼流函數、每一有效像素行的標示值和OV值，形成壓縮后的數據流。

進一步地，上述狀態寄存單元包括P循環計數器、L循環計數器和F遞增計數器，用于分別寄存所述接收圖像數據的像素序號、行序號和幀序號。

進一步地，上述S-O-F插入器的輸出碼流函數G(p，l，f)滿足如下條件：

或

其中，gray(p，l，f)為圖像的灰度函數，p為圖像像素序號，l為圖像行序號，f為圖像幀序號，M為圖像寬度，N為圖像高度，R為圖像像素的量化位寬，L_dark為圖像的暗像素行高。