一阶差分前缀派生表示的数字图像无损压缩编码方法

摘要

本发明公开了一种一阶差分前缀派生表示的数字图像无损压缩编码方法，该方法将数字图像数据转换为一阶差分序列，按取值范围将全体一阶差分数据分为8组，对8组一阶差分数据按0~4次前缀派生编码表示，从中选取编码位数最小时所对应的前缀派生次数，并按选定的前缀派生次数对一阶差分数据进行编码，实现数字图像的无损压缩编码。

主权项

一阶差分编码派生表示的数字图像无损压缩方法，其特征在于操作步骤如下：步骤（1），对原始图像数据进行预处理，按图像横向方向和纵向方向将相邻的图像数据像素值相减，得到横向和纵向一阶差分序列，从横向与纵向一阶差分序列中选取一阶差分绝对值之和较小的一阶差分序列，具体如下：对原始图像逐列相减，第1列上下相减，并逐行提取一阶差分值得到横向一阶差分序列；对原始图像逐行相减，第一行左右相减，并逐行提取一阶差分值得到纵向一阶差分序列；选取横向和纵向一阶差分序列中绝对值之和较小的一阶差分序列；步骤（2），统计步骤（1）所选的一阶差分序列中各元素个数，生成一阶差分个数统计表；步骤（3），将步骤（2）所述一阶差分个数统计表中各非零元素所对应的一阶差分依0~4次前缀派生进行分组处理，在分组基础上对步骤（2）所述一阶差分个数统计表中各非零元素所对应的一阶差分进行0~4次前缀派生编码，具体如下：步骤（3‑1）、将步骤（2）所述一阶差分个数统计表中各非零元素所对应的一阶差分分为0、±1、±2、±3~±4、±5~±8、±9~±16、±17~±32、±33~±255等8组元素；第1组元素仅为一阶差分0，第2组元素为一阶差分±1，…，第8组元素为一阶差分±33~±255；步骤（3‑2‑1）、对步骤（3‑1）所述8组一阶差分元素的0次派生前缀编码，分别取为000、001、010、011、100、101、110、111；对应的后缀由0次派生前缀编码来确定其编码位数，如果0次派生前缀编码为：000，则后缀编码为：无，一阶差分0的0次派生编码为000；如果0次派生前缀编码为：001，则后缀编码为1位：0/1，一阶差分±1的0次派生编码分别为0010/0011；如果0次派生前缀编码为100，则后缀对应的一阶差分数据为±5~±8，共计8种情形，所以后缀编码位数为3位，即000~111；……它们的构成规则相同，后缀编码与前缀编码依次对应；步骤（3‑2‑2）、对步骤（3‑1）中所述0次前缀派生编码000、001、010、011、100、101、110、111中的100、101、110、111，提取100、101、110、111所对应的全体一阶正差分5、6、…、255，减去5后转换为0、1、…、250，所对应的全体一阶负差分‑5、‑6、…、‑255，加上4后转换为‑1、‑2、…、‑251；将上述转换后的一阶差分0、1、…、250和‑1、‑2、…、‑251，按步骤（3‑1）所述分为8组，三位0次派生前缀编码100、101、110、111派生为四位1次派生前缀编码1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111，其中，1000表示一阶差分5的1次派生前缀编码，其后缀编码为空，则一阶差分5的一次派生编码为1000，而一阶差分5的0次派生编码为100000，一阶差分5的1次派生编码比0次派生编码多节省两位；1001表示一阶差分6和‑5的1次派生前缀编码，其后缀编码分别为0和1，即10010表示一阶差分6的1次派生编码，10011表示一阶差分‑5的1次派生编码，而一阶差分6和‑5的0次派生编码为100001和100100，一阶差分6和‑5的1次派生编码分别比0次派生编码多节省一位；……依次如此进行1次派生编码后得到一阶差分5、6、…、255和‑5、‑6、…、‑255的1次派生编码；步骤（3‑2‑3）、对1次派生前缀编码1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111中的1100、1101、1110、1111，提取1100、1101、1110、1111所对应的全体一阶差分值10、11、…、255和‑9、‑10、…、‑255，一阶正差分减去9，一阶负差分加上9，则一阶差分10、11、…、255和‑9、‑10、…、‑255分别转换为1、2、…、246和0、‑1、…、‑246，按步骤（3‑1）将转换后的一阶差分数据1、2、…、246和0、‑1、…、‑246分为8组，则四位1次派生前缀编码1100、1101、1110、1111派生为五位2次派生前缀编码11000、11001、11010、11011、11100、11101、11110、11111，五位2次派生前缀编码所对应的后缀按步骤（3‑2‑1）所述进行编码，由此得到一阶差分10、13、…、255和‑9、‑10、…、‑255的2次派生编码；3次及4次派生与1次派生及2次派生规则相同；步骤（4），.将步骤（2）所述的一阶差分个数统计表中非零元素所对应的一阶差分按步骤（3）进行0~4次前缀派生编码后，得到步骤（2）所述个数统计表中各非零元素所对应的一阶差分的0~4次前缀派生编码位数，将编码位数乘以步骤（2）所述一阶差分个数统计表中一阶差分对应的个数，得到全体一阶差分0~4次前缀派生编码占用总位数，选取编码位数最小时所对应的前缀派生次数；步骤（5），按步骤（4）所确定的前缀派生次数对步骤（1）所述一阶差分序列中各元素按步骤（3）所述进行派生编码后，生成步骤（1）所述一阶差分序列各元素派生编码表。