[发明专利]一种图像无损压缩与解压缩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩和解压的处理模式，特别涉及一种图像无损压缩与解压缩的方法。

背景技术

图像无损压缩算法主要可分为两种：概率模型和字典模型。概率模型主要是huffman编码和算术编码。huffman编码的主要思想是统计所有出现的符号，对于出现概率较大的符号用更简洁的符号来表示，对于概率较小的符号则使用相对较多位的符号来表示。huffman编码的码长是可变的。算法编码同样基于符号概率的统计结果。相反，字典模型并不需要统计所有符号出现的概率，它只关心已经出现过的符号。字典模型有RLE编码及其衍生算法，另外还有字典编码。图想数据本身具有区块像素值相似或者相同的特性，RLE编码就是对这些连续出现的相同的像素值，只需表示一次，同时把其出现的次数也表示出来，达到压缩的目的。字典编码则是把已经出现的像素值用更短的符号来表示，例如用代表这个特定像素的索引来代替，当该像素再次出现时，只需要使用该索引来表示此像素。现有技术的处理方法具有概率模型的算法都需要全部数据的统计结果，数据处理的实时性较差；传统RLE算法只针对同一行临近的同值像素进行压缩，而且如果一副图片中连续的同值像素较少，压缩率则不理想；字典编码的实现难度则较高，而压缩效率也无优势的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种图像无损压缩与解压缩的方法，有效地解决了上述现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种图像无损压缩与解压缩的方法，压缩处理流程：a.启动压缩，生成帧同步头；b.输入目标像素，划定检索区块；c.指定检索像素；d.比较检索像素和目标像素，根据处理优先级，选定参考像素；e.生成压缩数据，如果是最后一个像素，则跳转到下一个步骤，否则跳转到b步骤；f.生成校验字段，对整幅图像的原始数据进行校验(FCS)；解压处理流程：a.解析帧同步头，获取分辨率信息；b.找到下一个指示压缩类型以及参考像素的相对位置(next pixel-sync)；c.根据参考位置找到参考像素，解析分量关系；d.根据压缩类型，恢复目标像素，如果是最后一个像素，则跳转到下一个步骤，否则跳转到b步骤；e.校验判断是否恢复整幅图像(FCS)。

作为优选，所述压缩方案包括：全等值压缩、全差值压缩、部分等值压缩以及部分差值压缩。

作为优选，所述处理优先级的方式为：a、如果目标像素与若干个检索像素满足压缩条件，则处理优先级为全等值压缩》全差值压缩》部分等值压缩》部分差值压缩》非压缩；如果目标像素与其最邻近的上一个处理像素具有同一个优先级上的压缩类型，优先选定与上一个目标像素相同的参考位置和向量关系。

与现有技术相比，该发明的有益效果：本发明通过结构上的改进，使得本发明解压和压缩效果更优越，对1920*1080的图片进行压缩，压缩率范围在30％～78％，平均压缩率为55％，具有基于优先级的压缩类型选定的功能。

附图说明

图1为本发明压缩结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，一种图像无损压缩与解压缩的方法，压缩处理流程：a.启动压缩，生成帧同步头；b.输入目标像素，划定检索区块；c.指定检索像素；d.比较检索像素和目标像素，根据处理优先级，选定参考像素；e.生成压缩数据，如果是最后一个像素，则跳转到下一个步骤，否则跳转到b步骤；f.生成校验字段，对整幅图像的原始数据进行校验(FCS)；在本实施例中，所述压缩方案包括：全等值压缩、全差值压缩、部分等值压缩以及部分差值压缩，并且所述处理优先级的方式为：a、如果目标像素与若干个检索像素满足压缩条件，则处理优先级为全等值压缩》全差值压缩》部分等值压缩》部分差值压缩》非压缩；如果目标像素与其最邻近的上一个处理像素具有同一个优先级上的压缩类型，优先选定与上一个目标像素相同的参考位置和向量关系；解压处理流程：a.解析帧同步头，获取分辨率信息；b.找到下一个指示压缩类型以及参考像素的相对位置(next pixel-sync)；c.根据参考位置找到参考像素，解析分量关系；d.根据压缩类型，恢复目标像素，如果是最后一个像素，则跳转到下一个步骤，否则跳转到b步骤；e.校验判断是否恢复整幅图像(FCS)。本发明中的全等值压缩：当目标像素与参考像素满足全等值时，需要在像素同步头中指定参考位置，compress-symbol域表示计数值，指定在同一行逐个处理的目标像素中，满足全等值且具有相同参考位置的连续的目标像素的个数。全差值压缩：当目标像素与参考像素满足全差值时，需要在像素同步头中指定参考位置。当同一行逐个处理的多个目标像素中，均在相同的参考位置能找到参考像素满足全差值压缩条件，则Compress_symbol域表示符合条件的连续的目标像素的个数，及这些目标像素与其参考像素3个对应分量的差值，如果参考位置在变化，则依靠像素同步头指明参考位置，Compress_symbol则只表示当前目标像素与其参考像素3个对应分量的差值。部分等值压缩：当目标像素与参考像素满足部分等值压缩时，需要在像素同步头中指定参考位置，同时还要具体指明是3个分量中的某一个或者某两个分量等值(分量关系)。当同一行逐个处理的多个目标像素中：1、均在相同的参考位置能找到参考像素满足部分等值压缩条件；2、均是固定的某一个或者某两个分量等值(分量关系相同)；则Compress_symbol域由以下组成：符合条件的连续的目标像素的个数，以及目标像素中与参考像素不等值的那一个或者两个分量的原始值(即非压缩分量)；如果分量关系在变化或者参考位置在变化(或者都在变化)，则依靠像素同步头指明分量关系和参考位置，Compress_symbol域则只表示出当前目标像素与其参考像素不等值的那一个或者两个分量的原始值(即非压缩分量)。部分差值压缩与部分等值压缩类似，当目标像素与参考像素满足部分差值压缩时，需要在像素同步头中指定参考位置，同时还要具体指明是3个分量中的某一个或者某两个分量等值(分量关系)。当同一行逐个处理的多个目标像素中：1、均在相同的参考位置能找到参考像素满足部分差值压缩条件；2、均是固定的某一个或者某两个分量的差值满足最大差值表示范围(分量关系相同)；则Compress_symbol域由以下组成：符合条件的连续的目标像素的个数，这些目标像素与其参考像素的分量差值，以及目标像素中与参考像素不满足差值压缩条件的那一个或者两个分量的原始值(即非压缩分量)；如果分量关系在变化或者参考位置在变化(或者都在变化)，则依靠像素同步头指明分量关系和参考位置，Compress_symbol域只表示出当前目标像素与其参考像素的分量差值，以及差值超出表示范围的那一个或者两个分量的原始值(非压缩分量)。非压缩数据不满足以上压缩类条件的像素，无法压缩。则Compress_symbol域表示出非压缩像素计数值和这些像素的原始值。对于非压缩数据，pixel_sync将带来额外开销，所以非压缩同步头越少，对压缩率的影响就越小。