[发明专利]一种图像无损压缩系统及方法

说明书

本发明提供了一种图像无损压缩系统，包括状态寄存单元、数据分配器、S‑O‑F插入器、求差编码单元和码流合成器，状态寄存单元，用于寄存并输出接收的至少一帧图像的各序号；数据分配器，用于接收所述图像，并根据所述序号选通S‑O‑F插入器或求差编码单元；S‑O‑F插入器和求差编码单元，输出处理后的数据至码流合成器，码流合成器根据所述序号，整合并依次选通输出压缩后的图像信息。本发明还提供了一种图像无损压缩方法，有效降低图像中的空间冗余度，易于图像对齐和快速检索，且算法简单并行度高，易于算法的硬件移植，可以实现极高数据带宽下的实时图像压缩，而图像信息无损失。

技术领域

本发明涉及图像信息处理技术领域，尤其涉及一种图像无损压缩系统及方法。

背景技术

图像传感器目前已广泛应用于科学研究，工业生产，医疗卫生，国防军事等各个领域。随着图像分辨率及图像帧率的不断提升，人类得以观察到更加细微的物体特征，或者更为短暂的物理现象，从而极大的丰富了人类的观测手段，提高了人类的认知水平。

然而随着图像性能参数的迅速提升，同时也带来了图像数据量和数据传输带宽成倍增长的巨大挑战。海量的图像数据和超高数据传输带宽，为后续的图像传输、存储及处理都带来了一系列技术难题。

目前针对此类高分辨率，高帧率下的超高带宽图像数据流(尤其是对超过10Gbps量级的图像数据流)，进行实时的、且无信息损失的压缩相对困难。受高帧率、高数据带宽，以及处理能力限制，现有高速图像采集系统中，多为直接存储原始图像数据而未做任何处理。所以图像数据中存在大量的冗余数据，实际上浪费了存储容量，占用了额外传输带宽，也大幅提高了成像系统的实现成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种图像无损压缩系统及方法，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种图像无损压缩系统，包括：

状态寄存单元，用于寄存并输出接收的至少一帧图像的各序号；

数据分配器，用于接收所述图像，并根据所述序号选通S-O-F插入器或求差编码单元；

S-O-F插入器(数据帧头插入器)，用于根据所述序号，输出第一帧图像的暗像素行和有效像素行第一行、及除第一帧图像外的其余各帧图像的有效像素行第一行；以及将除第一帧图像外的其余各帧图像的暗像素行替换成对齐码，并输出对齐码；

求差编码单元，用于求取每一帧图像除第一行有效像素行外的其余有效像素行前后行的残差；对所述残差编码，并输出编码后的标示值与溢出值；

码流合成器，用于根据所述序号，整合并依次选通输出压缩后的图像信息。

优选地，所述压缩后的图像信息为第一帧图像的暗像素行、有效像素行第一行、以及其余有效像素行的标示值和溢出值；除第一帧图像外的其余各帧图像的有效像素行第一行、暗像素行的对齐码以及其余有效像素行的标示值和溢出值。

优选地，所述状态寄存单元包括：

循环计数器，用于寄存图像数据的像素序号；

循环计数器，用于寄存图像数据的行序号；

递增计数器，用于寄存图像数据的帧序号。

优选地，所述求差编码单元包括：

数据双缓存单元，用于接收、存储并输出所述图像；

帧间差值运算器，用于求取并输出所述残差及溢出值；

差值编码器，用于对所述残差编码，输出编码后的标示值；

溢出值数据缓存单元，用于存储并输出所述溢出值。