深度图无损压缩——RVL算法

深度图无损压缩——RVL算法

RVL算法(Run length encoding and Variable Length encoding)是微软自研的深度图无损压缩算法。论文下载

算法流程

差分编码

正负数重映射

游程编码

变长编码

差分编码

编码规则

$$d[t]=x[t]-x[t-1]$$

数据还原

$$x[t]=d[t]+x[t-1]$$

  用相邻两个数据的差取代原先的序列，对于平滑的数据，可以大幅压缩其动态范围，如上图所示。

算法细节

  传统图像存储是如下图第一幅图所示，扫描换行时会从头开始，由于深度数据具有局部性，换行会出现距离值的跳跃，增加动态范围。第二幅、第三幅图是对应的优化方式，将深度图以折回扫描的形式“拉直”成一维数据序列，或者从左上到右下的扫描方式。

正负数重映射

  由于负数对后面无损压缩算法处理不友好，会造成压缩效率下降，所以需要通过某一方法将负数映射到正数。

映射算法

核心思想：将正数映射到偶数，将负数映射到奇数
$$u=\{\begin{array}{rlr}2d,& & d\ge 0\\ -2d-1,& & d<0\end{array}$$

//映射代码
int u = (d << 1) ^ (d >> 31)
//反映射代码
int d = (u >> 1) ^ -(u & 1)

游程编码——Run Length Encoding(RLE)

核心思想：检测重复的比特或字符序列，并用它们的出现次数取而代之

传统游程编码

以ASCLL文本压缩为例：
  原始文本：aaaaabbbcdeeeeeeef
  RLE编码：5a3b1c1d7e1f

RVL中的游程编码

变长编码

编码规则

从低位开始，每3bit位一组，映射成4bit一组的序列，具体如下：

• 当高位还有数据时，第4bit记录位1
• 当高位没有数据时，第4bit记录位0

编码示例