简单的 2 色差分图像压缩答案

【问题标题】：Simple 2-color differential image compression简单的 2 色差分图像压缩
【发布时间】：2010-05-06 17:40:08
【问题描述】：

是否有一个高效、快速和简单的差分黑白图像压缩示例？或者更好的是，一些简单的（但无损 - 锯齿状的 1bpp 图像在使用有损压缩进行压缩时看起来不太令人信服）流技术，可以接受多个帧作为输入？

我有一个简单的黑白图像 (320x200) 流，显示类似于 LED 显示屏的内容，使用 AJAX 大约每秒更新一次。图像大部分时间都非常相似，所以如果我减去它们，结果会很好地压缩（即使使用简单的 RLE）。有这样的东西吗？

【问题讨论】：

图像是否仅存储为每像素一位？
这是他们的位深度，是的。它们在内存中的实际表示可以根据需要进行修改（由于我使用的是 .NET，因此有时它们是具有 1bpp 深度的托管 .NET Image 对象）。但它是一堆图像，而不是视频流。
我确信这不是最有效的方法，但我会考虑每字节 1 个像素并对两帧进行异或。其值更改的所有位将为 1，大多数位将为零。然后对结果数组进行游程编码。 -- 但是，如果你丢掉任何帧，这将表现不佳。
使用 1bpp 会自动将数据缩小 8 倍。如果您切换到 8bpp，不确定是否有许多压缩方法可以超越这一点。
@Nyerguds：任何数据，除非是纯噪声，通常都可以压缩。 8bpp 的 gif 通常会小于 1bpp 的位图，因为它使用了压缩。

标签： c# image compression video-streaming

【解决方案1】：

除了通过 gzip 或其他一些无损压缩算法运行它之外，我不知道任何已经存在的库可以满足您的要求。但是，由于您知道帧是高度相关的，因此您可以像 Conspicuous Compiler 建议的那样对帧进行异或运算，然后对其运行 gzip。如果帧之间的变化很少，则 XOR 的结果应该比原始帧的熵少很多。这将允许 gzip 或其他无损压缩算法实现更高的压缩比。

您还希望每隔一段时间发送一个关键（非差分）帧，以便在发生错误时重新同步。

如果您只是对了解压缩感兴趣，可以尝试在对帧进行异或后实现 RLE。查看页面一半左右讨论的位级 RLE here。它应该很容易实现，因为它只是在每个字节中存储一个 7 位长度和一个位值，因此如果帧之间没有变化，它可以实现 128/8=16 的最佳压缩比。

另一个想法是，如果更改很少，您可能只想对在帧之间翻转的位位置进行编码。您可以使用 16 位整数来处理 320x200 图像。例如，如果只有 100 个像素发生变化，您可以只存储 100 个 16 位整数，代表那些位置（1600 位），其中上面讨论的 RLE 至少需要 64000/16=4000 位（可能会更高一些） .您实际上可以根据帧内容在此方法和 RLE 之间切换。

如果您想超越简单的方法，我建议使用可变长度代码来表示运行长度编码期间可能的运行。然后，您可以将较短的代码分配给概率最高的运行。在执行有损压缩部分（DCT 和量化）之后，这将类似于 JPEG 或 MPEG 中使用的 RLE。

【讨论】：