[發明專利]一種基于FPGA實現的圖像無損壓縮方法

有效

• 申請號: 201811064645.6
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109379598B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 李博川;曹桂平;董寧;邵云峰;王雪
• 申請（專利權）人: 合肥埃科光電科技有限公司
• 主分類號: H04N19/44
• 分類號: H04N19/44;H04N19/70;H04N19/182;H04N19/147;H04N19/42
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

1.一種基于FPGA實現的圖像無損壓縮方法，其特征在于，包括：

對編碼參數進行初始化為零，該編碼參數包括預測行的數據、累積預測殘差C[delta]以及上下文組合累積出現次數N[delta]，該預測行為待壓縮圖像開始編碼前的一行緩沖區，在一個當前編碼塊編碼完成后，將當前編碼塊的第二行作為下一個編碼塊殘差計算的預測行；

對所述待壓縮圖像進行逐像素點掃描，并選取兩個參考像素點以根據兩個參考像素點的像素值計算當前像素點的殘差；

根據當前像素點的像素值P與所述兩個參考像素點的像素值的關系，選取相應的殘差編碼方法對當前像素點的殘差進行編碼，其中在所述當前像素點的像素值P落在[L,H]范圍內時，采用修正的二元編碼方法對所述當前像素點的殘差R進行編碼；在所述當前像素點的像素值P＜L或P＞H時，采用golomb-rice編碼方法對所述當前像素點的殘差R進行編碼；

在所述當前像素點的像素值P落在[L,H]范圍內時，采用修正的二元編碼方法對所述當前像素點的殘差R進行編碼，具體為：

采用如下公式計算修正后的殘差R以及修正后的編碼參數：

range＝delta+1，

R`＝R-L，

式中，range表示范圍長度，delta＝H-L，logofrange表示范圍長度的對數向上取整，R`表示修正后的殘差；

將修正后的殘差R`和0結合作為碼值，并將該碼值寫入logofrange+1位；

在所述待壓縮圖像的所有像素點的殘差編碼完成后，對所述編碼參數進行更新，具體包括：

對每種delta值下像素點出現的次數進行更新N[delta]＝N[delta]+1；

對每種delta值下殘差的累計值進行更新C[delta]＝C[delta]+R；

將所述待壓縮圖像按像素行數進行劃分，將兩行數據作為一個block進行編碼；

在當前block進行編碼完成后，將當前block的第二行作為下一個block殘差計算的預測行；

所述在當前像素點的像素值P＜L或P＞H時，采用golomb-rice編碼方法對所述當前像素點的殘差R進行編碼，包括：

以設定的參數m為單位，并結合任意一個非負正整數將待編碼的殘差分成兩部分，兩部分為組的編號和殘差在編組中的位置；

對于組的編號使用一元編碼進行編碼，對于殘差在編組中的位置采用固定長度的二進制編碼進行編碼；

所述參數m是2的k次冪，在所述兩個參考像素點的像素值之差在設定的范圍內時，k取固定值；

在所述兩個參考像素點的像素值之差超過設定的范圍時，k初始值取零，并在滿足(N[delta]k)＜C[delta]時，k值加1。

2.如權利要求1所述的基于FPGA實現的圖像無損壓縮方法，其特征在于，所述參考像素點的選取標準為：

若所述當前像素點為第一行的第一或第二個像素點，則將當前像素點的像素值編入碼流；

若所述當前像素點為第一行非第一或第二個像素點，則將當前像素點左邊的兩個像素點作為所述參考像素點；

若所述當前像素點為第一列非第一行像素點，則將當前像素點正上方的像素點和右上方的像素點作為所述參考像素點；

若所述當前像素點為非第一行和第一列的像素點，則將當前像素點左方的像素點和正上方的像素點作為所述參考像素點。

3.如權利要求1所述的基于FPGA實現的圖像無損壓縮方法，其特征在于，所述對待壓縮圖像進行逐像素點掃描，并選取兩個參考像素點以根據兩個參考像素點的像素值計算當前像素點的殘差，包括：

將所述兩個參考像素點的像素值進行比較，記較大值者為H，較小值者為L；

若L≤P≤H，則所述當前像素點的殘差R＝P-L；

若P＜L，則所述當前像素點的殘差R＝L–P-1；

若P＞H，則所述當前像素點的殘差R＝P-H-1。