[发明专利]一种PNG格式的编码、解码方法及装置

说明书

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种PNG格式的编码、解码方法及装置；所述方法包括读取出原始图片中的目标像素，计算出每个目标像素的位数和每个目标像素中不同通道的位数；识别出目标像素的颜色类型与预设的定义值对应；判断需进行编码的颜色类型的定义值的大小，按照不同的条件计算出不同颜色类型的像素的位深度；确定需要进行编码时的每个像素的位深度，计算出图像的大小；将图像分块，并在图像头部块中预设压缩算法采用扫描线对计算出的图像下采样；对扫描线数据滤波后进行压缩，编码出PNG数据流。本发明新增了不等位深度的真彩色图像的编码，还能实现各种颜色类型之间转换。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种PNG格式的编码、解码方法及装置。

背景技术

近年来，在智能穿戴、工业控制、物联网控制、医疗电子等方面，MCU芯片得到了广泛的应用，越来越多客户都希望MCU能具备一定的图形运算能力，让人机接口(UI)能更漂亮、绚丽。MCU本身受限于主频、图像处理能力、Memory的限制大小以及接口速率的限制，特别是MCU广泛使用SPI接口屏，受限于SPI接口速率限制，使得对MCU到屏之间传输的像素数据量有较高的要求。提出了要求。MCU中彩屏显示时，RGB565的彩色模式相比于RGB888而言，MCU和彩屏之间的数据传输量可以减少1/3，因此RGB565在MCU产品中得到广泛的应用。

在MCU产品中，通常使用PNG格式进行图像存储，由于其对图像的高压缩率，统计来看，至少可以节约一半的存储器空间，甚至更高。当然，如果采用PNG格式进行图像存储，则需要MCU对PNG图像进行解码，因此对MCU的处理能力提出了要求，此瓶颈一般可以通过设计PNG硬件加速器的方式来解决，在此不做进一步的讨论。

PNG是一种采用无损压缩算法的位图格式，其设计目的是试图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法，因压缩比高，生成文件体积小，一般应用于JAVA程序、网页或S60程序中。PNG格式主要有8位、24位、32位三种形式，其中8位PNG支持两种不同的透明形式(索引透明和alpha透明)，24位PNG不支持透明，32位PNG在24位基础上增加了8位透明通道，因此可展现256级透明程度。

PNG的编码过程包括filter(滤波)、deflate(压缩)、chunk(数据分块)编码3个过程；PNG的解码过程包括chunk(分块)解码、inflate(解压缩)、un-filter(滤波还原)3个过程。其中滤波是无损的，滤波是按字节为单位进行，滤波的过程本身不减少数据量的大小，但通过滤波能提高deflate的压缩能力；deflate过程包括LZ77压缩和对压缩后数据采用huffman编码的过程，该过程也是对数据自身进行操作。PNG在标准定义时，只支持颜色的位深度相等的像素图片，比如可以支持颜色位深度为1、2、4、8、16几种格式；由于RGB565及RGB565A这两种格式的三个颜色的位深度不一致，因此PNG的编码过程不支持的RGB565及RGB565A这些格式。

另一方面，在MCU上使用PNG时，如果送屏显示用的是RGB565，则对PNG直接支持RGB565、RGB565A提出了需求，那么，为了节约了PNG图像的存储空间，又避免解码的时候多一次RGB888(或RGB888A)到RGB565(或RGB565A)的映射。为此需要对PNG图像格式以及压缩方式进行研究，以实现对颜色位深度不一致的RGB格式进行支持的PNG编码和解码方式。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提出了一种PNG格式的编码、解码方法及装置；考虑到RGB565的彩色模式占用16位，相比于RGB888的24位在MCU和彩屏之间的数据传输量减少了1/3；因此本发明对PNG图像格式以及其压缩方式进行进一步研究，提供了一种能够使得PNG图像能够直接支持RGB565等格式的编码解码方案。

具体的，本发明通过如下方案实现：