[发明专利]一种图像无损压缩装置及方法

说明书

一种图像无损压缩装置及方法，该方法包括以下步骤：第一帧图像不作处理传输至码流合成器；状态寄存单元寄存第i帧图像的像素序号、行序号和帧序号，数据分配器将第i帧图像数据中的暗像素行传输至S‑O‑F插入器，并输出第i帧图像的码流函数；数据分配器传输第i帧图像数据中除暗像素行外的其他有效像素行至求差编码单元，计算第i帧图像的先序/后序图像帧残差，进行编码输出第i帧图像每一有效像素行的标示值和OV值；码流合成器输出第一帧图像原始数据、第i帧图像码流函数、第i帧图像第j行标示值和OV值。本发明延时较低，能实现较高的处理主频；并行度高，同时对多帧图像进行无损压缩处理，利于算法的硬件移植，可实现极高数据带宽下的实时压缩。

技术领域

本发明涉及图像信息处理装置及方法，尤其涉及一种图像无损压缩装置及方法。

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、医疗卫生和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的限制，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

基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种图像无损压缩装置及方法，用于解决以上技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出了一种图像无损压缩装置，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，其中：

状态寄存单元用于提取待处理图像的像素序号、行序号和帧序号并对其寄存处理；

数据分配器，接收状态寄存单元输出的行序号和帧序号来选择将待处理图像传输到S-O-F插入器或求差编码单元；

S-O-F插入器，接收状态寄存单元输出的像素序号、行序号和帧序号和数据分配器输出的所述待处理图像，将图像的暗像素行的数据值修改为设定的对齐码值并向码流合成器输出码流函数；

求差编码单元，接收除了暗像素行外的其他有效像素行计算先序/后序图像帧残差，并对残差进行编码，向码流合成器输出每一有效像素行的标示值和OV值；

码流合成器，用于接收码流函数、每一有效像素行的标示值和OV值，形成压缩后的数据流。

进一步地，上述状态寄存单元包括P循环计数器、L循环计数器和F递增计数器，用于分别寄存所述接收图像数据的像素序号、行序号和帧序号。

进一步地，上述S-O-F插入器的输出码流函数G(p，l，f)满足如下条件：

或

其中，gray(p，l，f)为图像的灰度函数，p为图像像素序号，l为图像行序号，f为图像帧序号，M为图像宽度，N为图像高度，R为图像像素的量化位宽，L_dark为图像的暗像素行高。