一种无损压缩的方法、装置、计算机存储介质及终端与流程

本文涉及无损压缩压缩技术，尤指一种无损压缩的方法、装置、计算机存储介质及终端。

背景技术：

1、在信息技术领域数字图像的存储、分析、变换和传输等具有广泛的应用。通常在图像采集和数字化后得到的数据量非常庞大，而对图像进行压缩可以减少表征原始图像的数据量，从而减少对存储空间的需求，减轻图像传输的压力；在解压缩之后图像可以得到恢复，因而具有广泛应用。数字图像压缩分为无损压缩和有损压缩；无损压缩在解压后可以完全恢复原始采样数据，没有任何损失；而有损压缩在解压后数据不可完全恢复，有一定损失，但可以提供视觉上的无损，也就是人眼无法感知的图像损失。有损压缩后的数据量更小，而且通常可以做到压缩比可控；但在某些场景中，比如医学图像数据，法律相关的图像，或需要进一步处理的原始数据等不能使用无损压缩；特别是在不能确定需要压缩的数据的具体用途的情况下，只能够使用无损压缩。

2、在要求实时处理大量图像的应用中，通常使用大规模集成电路完成图像的压缩，进而对图像进行存储，或传输到其他器件；这样可以保证处理的低延时、实时性和低功耗等系统要求。无损压缩算法通常使用预测和基于统计的编码技术，一种预测方法和编码方式对某些类型的图像更加适宜，但对其他类型的图像可能不大适宜。硬件实现的一般做法是采用基于大量经验数据而选定的某一种或有限种确定的预测和编码方式，将其应用于需要压缩处理的图像；这样做的问题是在对某些图像进行处理时，可能出现局部压缩后的数据量相较原始数据反而增加（数据膨胀），更极端的情况是整幅图像压缩后的数据量膨胀。这种小概率出现的数据膨胀对数据的存储和传输产生的影响在硬件系统设计中必须要考虑，否则会出现数据丢失，进而图像无法恢复等问题。而数据膨胀的程度通常不好准确确定，更为硬件设计带来困扰。现有无损压缩算法面临以下问题：1、预测的准确性不能保证，比如某些预测方法对自然图像预测误差小，预测效果较好，但对一些人工图像的预测效果不佳；2、熵编码是基于统计性的，理想的系统是预先对每一个压缩对象进行统计，然后给出编码方案，再进行编码。但是这个过程需要两次读入原始图像数据（一次用于统计，一次用于压缩），对于硬件实时编解码来说不大可能实现。通常适合硬件实时编码的方案是：使用一个预先制定的基于大量统计数据的具有通用性的编码方案，对输入的原始图像编码。这样带来的问题是这套编码方案不一定适用于当前图像，或图像的局部，尤其在预测偏差比较大的情况下，会出现压缩后的数据量相较于原始图像增大的情况。以上问题带来的图像数据膨胀以及突发带宽增加不利于图像的存储和传输，特别是在膨胀的比率，或者突发带宽的增加不可准确预知的情况下，给系统设计带来困难，因为分配给压缩图像的存储空间或传输带宽难以设定，如果设置小了，数据会溢出而丢失，相反如果设置过大则会浪费资源。现有算法缺少关注图像膨胀或突发带宽。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种无损压缩的方法，包括：

2、对表示预先确定的预测误差所需要最少的二进制数的比特数使用霍夫曼编码，将获得的码字作为编码前缀；

3、在获得的编码前缀后附加预测误差的实际值，形成当前样值的编码字符；

4、其中，所述预测误差为待压缩图像的需要压缩编码的在前样值与预测值的差。

5、另一方面，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无损压缩的方法。

6、再一方面，本申请实施例还提供一种终端，包括：存储器和处理器，所述存储器中保存有计算机程序；其中，

7、处理器被配置为执行存储器中的计算机程序；

8、所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述无损压缩的方法。

9、还一方面，本申请实施例还提供一种无损压缩的装置，包括：前缀处理单元和编码字符单元；其中，

10、前缀处理单元设置为：对表示预先确定的预测误差所需要最少的二进制数的比特数使用霍夫曼编码，将获得的码字作为编码前缀；

11、编码字符单元设置为：在获得的编码前缀后附加预测误差的实际值，形成当前样值的编码字符；

12、其中，所述预测误差为待压缩图像的需要压缩编码的在前样值与预测值的差。

13、本申请实施例根据预先确定的预测误差调整霍夫曼编码前缀编码，通过控制熵编码码字的最长长度，实现了编码后最大可能的膨胀率以及突发流量的可控调整。

14、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

技术特征：

1.一种无损压缩的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对表示预先确定的预测误差所需要最少的二进制数的比特数使用霍夫曼编码，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测误差所需要最少的二进制数的比特数为：

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，对所述待压缩图像进行压缩编码时，所述方法还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述待压缩图像进行压缩处理时，所述方法还包括：

6.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的无损压缩的方法。

7.一种终端，包括：存储器和处理器，所述存储器中保存有计算机程序；其中，

8.一种无损压缩的装置，包括：前缀处理单元和编码字符单元；其中，

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述前缀处理单元还设置为：

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述预测误差所需要最少的二进制数的比特数为：

技术总结
一种无损压缩的方法、装置、计算机存储介质及终端，包括：对表示预先确定的预测误差所需要最少的二进制数的比特数使用霍夫曼编码，将获得的码字作为编码前缀；在获得的编码前缀后附加预测误差的实际值，形成当前样值的编码字符；其中，预测误差为待压缩图像的需要压缩编码的在前样值与预测值的差。本公开实施例根据预先确定的预测误差调整霍夫曼编码前缀编码，通过控制熵编码码字的最长长度，实现了编码后最大可能的膨胀率以及突发流量的可控调整。

技术研发人员：孙宇,张念海,林晓志
受保护的技术使用者：广东高云半导体科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23