【编解码】游程编解码算法

一、游程编码

    游程编码属于无损压缩编码，对二指图像非常有效，编解码都很简单。

    游程编码的原理： 用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号，使符号长度少于原始数据长度。

    例如：5555557777733322221111111

    经过游程编码后的序列为：（5，6）（7，5）（3，3）（2，4）（1，7）。

1、处理DIFF文件数据

    在做差分编码时，为了尽量压缩数据，做了如下处理：

    差值diff在[-127,127]之间则diff  +=128转换为uchar类型存储在相应的uchar块结构中，若diff < -127或者diff > 127则将其存储在后面的short块结构中，同 时uchar结构块的相应位置标记为0。

    在做游程编码时，为统一数据类型，需将diff文件中的差值全部恢复成short类型的数据，而关键帧的数据依然保持uchar类型。

2、编码

    定义结构体

struct RLEstru
{
	uchar runLength;//行程，代表相同元素的个数
	uchar codeLen;  //该元素的编码长度
	short RLEValue; //元素值
};

对于元素的编码长度根据下面的标准确定：(由元素的绝对值确定码长)

元素值范围	编码长度	元素值范围	编码长度
1	1	[256,511]	9
[2,3]	2	[512,1023]	10
[4,7]	3	[1024,2047]	11
[8,15]	4	[2048,4095]	12
[16,31]	5	[4096,8191]	13
[32,63]	6	[8192,16383]	14
[64,127]	7	[16384,32767]	15
[128,255]	8	---	---

    每次从diff文件中读取一个像素块RGB三通道值192个元素进行编码。编码相同元素个数不得超过16个，若多于16个，则将当前元素值及游程16保存为一个编码项struct RLEstru，然后重新计数行程。

    下面是游程编码的伪代码：

const uchar MAXRUNLENGTH = 16;         //最大允许行程
uint runLength = 1;                    //行程长度
for (int i=0; i<数据量-1; i++)
{
    //相邻元素相同
	if (前一元素 == 下一元素 && runLength <= MAXRUNLENGTH)
	{
		runLength++;
	}
    //相邻元素不同
	else
	{
		struct RLEstru[RLECount].RLEValue =前一元素;
		struct RLEstru[RLECount].runLength = runLength;
		struct RLEstru[RLECount].codeLen =前一元素的编码长度;
		RLECount++;            //该块数据编码后的struct RLEstru个数
		runLength = 1;
	}
}
//边界处理
struct RLEstru[RLECount].RLEValue = 最后一个元素;
struct RLEstru[RLECount].runLength = runLength;
struct RLEstru[RLECount].codeLen =最后一个元素的编码长度;
RLECount++;

3、写入文件

   一块数据编码完成后，首先将该块数据编码后的struct RLEstru个数RLECount写入文件，然后将编码后的数据写入文件。重复步骤2直到所有数据处理完。

二、游程解码

    游程解码与差分解码对文件的读取流程基本一致，这里省略，只描述游程解码的具体步骤。

    1. 读取struct RLEstru个数RLECount。

    2. 读取RLECount * sizeof(struct RLEstru)字节数据。

    3. 解码：

int blockDataCount = 0;               //解码数据个数计数
for (int i=0; i

重复步骤1、2、3直到所有数据处理完。