[发明专利]无失真的图像压缩方法

说明书

技术领域

本发明关于一种无失真的图像压缩方法，尤其是一种需要较少内存空间的无失真的图像压缩方法。

背景技术

随着电子以及信息技术的进步，在计算机或各式各样的电子装置上处理以及显示图像的技术发展也越来越普遍。早期的电子信息技术只能储存或处理较低像素的数字图像。然而，人们对高质量图像的需求越来越多，如何处理以及储存高质量图像也成为非常热门的重点。为了得到高质量图像，在进行图像压缩时常采用无失真的压缩方式。

然而无失真的高质量图像需要储存较高的像素，对于计算器的运算速度以及储存媒体的容量也形成一大挑战。例如在无失真压缩算法中，无失真静态图像压缩标准(Joint photographic experts group Lossless，JPEG-LS)是利用预测和前文模式(context modeling)来达到较好的压缩比。前文模式需要至少暂存图像的一整排的像素才能够进行各种模式下的预测，因此需要大量的运算和储存空间，而使得编码器(encoder)所需的成本上升。且JPEG-LS对于不需要高压缩率的应用来说，演算复杂度还是较高，而增加编码器的负担。

再加上使用者对于图像的分辨率的要求越来越高，亦增加了图像压缩时的负担。若使用现有的无失真的压缩方式，一旦图像的分辨率提高，编码器更得要耗费漫长的时间以及更大量的储存空间才能处理为高质量图像。换句话说，现有的无失真的压缩方式具有运算复杂度太高而导致运算效率低落，以及所需暂存空间庞大的问题。

因此，如何设计一种无失真的压缩方法，能够兼顾高视觉质量、低运算复杂度以及低暂存空间的需求是工业界相当重要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种无失真(lossless，亦称为无损)的图像压缩方法。无失真的图像压缩方法仅需使用较少的内存空间，且能以较快的速度处理具有多个像素的一图像。其中图像的一图像宽度为W。无失真的图像压缩方法包括下述步骤：(a)由图像中选取连续的N个像素，其中N为大于或等于2的正整数，且N小于图像宽度W；(b)执行一差异脉冲码调制(Differential pulse code modulation，DPCM)手段，以依据此N个像素的值，得到对应此N个像素的N个非负数差值；(c)依据此N个非负数差值，计算得到一编码参数(coding parameter)；以及(d)依据编码参数，将此N个非负数差值进行编码。

为了压缩整张图像，无失真的图像压缩方法另可包括下述步骤：(e)接续选取图像的下N个连续的像素；以及(f)返回步骤(b)，直到压缩完图像的所有像素。

其中步骤(a)可由一缓存器直接接收图像中被选取的N个像素。

而步骤(b)的差异脉冲码调制手段可包括：依据此N个像素的值，得到分别对应于此N个像素的N个像素差值；以及分别对此N个像素差值执行一变换(mapping)手段，以得到分别对应于此N个像素差值的N个非负数差值。

根据本发明的一实施范例，依据此N个像素的值，得到分别对应于此N个像素的N个像素差值的步骤可包括：将此N个像素中的第一个像素的值P₀作为第一个像素差值d₀；以及分别计算此N个像素中的第i个像素的值P_i与其前一个像素的值P_i-1的差，作为其它N-1个像素差值，其中i为正整数，且0＜i＜N。

变换手段则可包括：当此N个像素差值中的第i个像素差值d_i大于或等于零时，对应的第i个非负数差值n_i为像素差值d_i乘以2，其中0＝＜i＜N；以及当此N个像素差值中的第i个像素差值d_i小于零时，对应的第i个非负数差值n_i为像素差值d_i乘以2再减1。

用以编码此N个非负数差值的编码参数可以是其中n_i为此N个非负数差值中的第i个非负数差值。

而上述步骤(d)可包括：依据编码参数，以哥伦布-莱斯编码(Golomb-Ricecode)将此N个非负数差值进行编码。

综上所述，根据本发明的无失真的图像压缩方法选取图像中的N个像素，并以可变长度编码将此N个像素的值编码。处理此N个像素时并不需要用到图像中的其它像素，因此编码器的缓存器不需保存其它像素的值。故无失真的图像压缩方法具有节省大量的暂存空间，且压缩方式简单有效率等优点。

附图说明

图1为根据本发明一实施范例的图像的示意图；