Image processing 动态无损图像压缩

我有一个嵌入式应用程序，其中一个图像扫描仪发送一个16位像素流，这些像素随后被组装成灰度图像。由于我需要在本地保存此数据并将其转发到网络接口，因此我希望压缩数据流以减少所需的存储空间和网络带宽

有没有一个简单的算法可以用来无损压缩像素数据

我首先想到的是计算两个连续像素之间的差值，然后用哈夫曼码对这个差值进行编码。不幸的是，像素是无符号的16位数量，因此差异可能在-65535.范围内的任何地方+65535，这可能导致巨大的码字长度。如果一行出现几个很长的码字，我将遇到缓冲区溢出问题

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更新：我的平台是FPGA

嵌入式平台上有多少可用资源

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你能移植并进行gzip压缩吗？即使资源有限，您也应该能够移植这样的东西。

使用标准工具以标准格式提供免费、开源、无损图像压缩。PNG使用

zlib

作为压缩的一部分。还有一个

libpng

。除非您的平台非常不寻常，否则将此代码移植到该平台应该不难。

有多种图像压缩库可用。例如，只列出PNG图像的库/工具包。哪种格式/库最适合您将最有可能取决于您所处的特定资源限制（特别是，您的嵌入式系统是否可以执行浮点运算）。

无损压缩的目标是能够根据以前的像素预测下一个像素，然后对预测值和像素实际值之间的差异进行编码。这是您最初想做的，但您只使用了前一个像素，并预测下一个像素将是相同的

请记住，如果您拥有所有之前的像素，则您拥有的相关信息比之前的像素更多。也就是说，如果您试图预测X的值，则应使用O像素：

…噢…
…牛

此外，在以下情况下，您不希望使用流中的前一个像素B来预测X：

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OO…B您需要多大程度的“无损”？
如果这是一个真正的扫描仪，那么带宽/分辨率有一个限制，因此即使它可以发送+/-64K值，相邻像素之间的差值超过8位也可能是非物理的

在这种情况下，您可以为每一行计算起始像素值，然后计算每个像素之间的差异

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这将抹去峰值，但可能任何超过“N”位的峰值都是噪声。

一个好的LZ77/RLE混合型，带有铃铛和wwhistles，可以得到非常好的压缩，解压速度相当快。由于缺少库开销，它们还将更大、更坏地压缩较小的文件。对于一个好的，但GPLd的实现，检查一下JPG是否更适合灰度扫描？@Matthew，标题是“无损”。JPEG有一种非标准无损模式，但我认为更好的选择是PNG。另外，使用适当的PNG过滤器，因为LZ/Huffman不利用二维预测压缩。此外，允许设备最终用户选择每个样本减少的位数，因为最低有效位不是真正可压缩的，并且会显著增加数据大小。在硬件/协议级别上，只需在源代码中将不需要的位归零即可提高压缩性。谢谢您的建议。基于词典的方法，如您建议的方法，似乎比哈夫曼编码更适合这项任务。关于资源，我想在FPGA上实现这一点。我没有处理器。这是一个有趣的观察结果，但不幸的是，我对图像生成物理（这是电子显微镜）知之甚少，无法对相邻像素之间的差异做出假设。我也有同样的问题，不是在FPGA上，而是使用ARM，我的数据是12位。你最后用了什么？