4、RLE图像压缩技术全解析

RLE图像压缩技术全解析

1. 相对编码与差分编码

在数据处理中，相对编码是一种有效的压缩方式，尤其适用于连续数据差异不大或者数据串相似的情况。以遥测为例，传感设备按一定间隔收集数据并传输到中心位置进行处理，如每小时收集的温度值。由于连续的温度值通常差异不大，传感器只需发送第一个温度值，后续发送与前一个值的差值即可。例如，温度序列70, 71, 72.5, 73.1, … 可压缩为70, 1, 1.5, 0.6, … ，因为差值较小，能用更少的比特表示，从而实现数据压缩。

不过，差值可能为负，也可能很大。当出现大的差值时，压缩器会发送下一个测量值的实际值而非差值。例如，序列110, 115, 121, 119, 200, 202, … 可压缩为110, 5, 6, -2, 200, 2, … 。此时，就需要区分差值和实际值。一种方法是压缩器为每个发送的数字创建一个额外的比特（标志位），累积这些标志位，并作为传输的一部分不时发送给解压缩器。假设每个差值以字节形式发送，压缩器应在一组8个字节之后（或之前）发送一个包含8个标志位的字节。

另一种实用方法是发送字节对。每个字节对要么是一个实际的16位测量值（正或负），要么是两个8位有符号差值。实际测量值范围在0到±32K之间，差值范围在0到±255之间。对于每个字节对，压缩器创建一个标志位：若为实际值则为0，若为一对差值则为1。发送16对字节后，压缩器发送16个标志位。例如，测量序列110, 115, 121, 119, 200, 202, … 发送形式为(110), (5, 6), (-2, -1), (200), (2, …) ，其中括号表示一个字节对。-1的值为11111111₂ ，解压缩器会忽略它（表示该字节对中只有一个差值）。在