[發明專利]一種圖像無損壓縮方法及系統

有效

• 申請號: 201911345056.X
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111093081B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 祖慈;邵云峰;李博川
• 申請（專利權）人: 合肥埃科光電科技股份有限公司
• 主分類號: H04N19/91
• 分類號: H04N19/91;H04N19/42;G06T9/00;G06T9/40;H03M7/40
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明公開了一種圖像無損壓縮方法及系統，屬于圖像處理技術領域，包括：獲取原始圖像；采用算術編碼方法計算原始圖像的殘差，統計出殘差中每個符號出現的次數，并存入數組counts[]；根據數組counts[]，循環組建出霍夫曼樹，并使用限制長度的方法，對霍夫曼樹各個葉節點進行編碼，得到霍夫曼編碼表；利用霍夫曼編碼表對原始圖像的殘差進行壓縮，得到編碼數據以供解碼處理。本發明提出融合算術編碼和通用文本壓縮方法的無損壓縮方法，在實現在保障壓縮率的同時，擁有通用文本方法的解碼速度。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種圖像無損壓縮方法及系統。

背景技術

圖像無損壓縮是指數據經過壓縮后信息不受損失，還能完全恢復到壓縮前的原樣，目前的圖像無損壓縮方案一般包括基于算術編碼的方案和基于通用文本的方案，兩者各有優缺點，算術編碼方案具有較好的壓縮率，但是解碼速度卻偏慢，通用文本的方案解碼速度很快，但壓縮率較低。

如果將圖像無損壓縮算法移植到FPGA上，壓縮圖像的時候只能按行一行一行的壓縮；如果使用通用文本的方法，由于按行壓縮數據太少，導致壓縮率將降低至1.0～1.2之間。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，在保證壓縮率的同時，提高解碼速度。

為實現以上目的，本發明采用一種圖像無損壓縮方法，包括如下步驟：

獲取原始圖像；

采用算術編碼方法計算原始圖像的殘差，并統計出殘差中每個符號出現的次數，并存入數組counts[]；

根據數組counts[]，循環組建出霍夫曼樹，并使用限制長度的方法，對霍夫曼樹各個葉節點進行編碼，得到霍夫曼編碼表；

利用霍夫曼編碼表對原始圖像的殘差進行壓縮，得到編碼數據以供解碼處理。

進一步地，所述采用算術編碼方法計算原始圖像的殘差，并統計出殘差中每個符號出現的次數，并存入數組counts[]，包括：

采用線性模型，基于所述原始圖像上編碼的像素位置，對待編碼的值進行預測，得到待編碼像素的預測值pred(X)；

根據待編碼像素的預測值pred(X)和待編碼像素X，計算所述原始圖像的殘差；

統計出殘差中每個符號出現的次數，并存入數組counts[]。

進一步地，所述采用線性模型，基于所述原始圖像上編碼的像素位置，對待編碼的值進行預測，得到待編碼像素的預測值，包括：

判斷所述待編碼像素X的位置；

若所述待編碼像素X為所述原始圖像的首行像素的首像素，則所述待編碼像素X的預測值pred(X)＝0；

若所述待編碼像素X為所述原始圖像的非首行像素的首像素，則所述待編碼像素X的預測值pred(X)＝B，B為X的上一行最近鄰像素值；

若所述待編碼像素X為所述原始圖像的剩余位置像素，則所述待編碼像素X的預測值pred(X)＝A，A為X的左最近鄰像素值。

進一步地，所述根據待編碼像素的預測值和待編碼像素，計算所述原始圖像的殘差，包括：

利用所述待編碼像素真實值減去所述待編碼像素的預測值，得到所述原始圖像的殘差R_p＝X-pred(X)；

令所述原始圖像的殘差R_p為R_m，R_m＝(X-pred(X))mod2^N；

令為R_m為R，以使殘差滿足指數下降分布。