目录1. 整体压缩原理2. 整体流程3. 逐模块深度解析一、数据结构定义二、差分编码原理压缩灵魂三、BLERLE压缩原理五、示例代码六、最关键的优势1. 超高压缩比2. 100% 无损3. 硬件 / MCU 极友好4. 结构安全0. BLC 数据12 组 BLC 配置每组8 个参数4 个无符号 Gainuint16_t4 个有符号 Offsetint16_t总参数数量12 × 8 96原始大小96 × 2 192 字节BLC 特点12 组参数非常相似、变化极小→ 适合差分 RLE压缩1. 整体压缩原理保留第 0 组原始数据 → 后面 11 组只存 “与前一组的差值” → 用 RLE 压缩大量连续 0 → 体积暴减2. 整体流程压缩流程按参数顺序展开G0,G1,G2,G3,O0,O1,O2,O3组间差分第 0 组存原始值第 1~11 组存 当前组 - 前一组BLERLE压缩连续相同值 → (值长度)小差值用 1 字节大差值用 2 字节输出压缩数据解压流程完全逆过程BLE 解压 → 恢复差分序列累加差分 → 恢复所有组数据按结构填回 Gain / Offset3. 逐模块深度解析一、数据结构定义typedef struct { uint16_t gain[4]; // 无符号增益 int16_t offset[4]; // 有符号偏移 } BLCAreaParams;严格区分无符号和有符号每组固定[G0,G1,G2,G3, O0,O1,O2,O3]共12 组二、差分编码原理压缩灵魂1. 为什么要组间差分因为12 组 BLC 参数几乎一样例如第 0 组 G0 100第 1 组 G0 100第 2 组 G0 100...差分后 0大量连续 0 →RLE 能压到极小2. 差分公式第0组 → 保存原始值 第1~11组 → 参数 当前值 - 前一组同位置值3. 代码中的差分逻辑for (int p 0; p 8; p) { // 8个参数 for (int g 0; g 12; g) { // 12组 if (g 0) diff[idx] curr; // 第0组原始值 else diff[idx] curr - 前一组值; // 组间差分 } }差分后效果96 个参数 → 大量0少量±1、±2极少大数值三、BLERLE压缩原理1. 什么是 BLEBasic Line Encoding RLE 行程编码连续相同数值 → 存储(数值, 重复次数)0,0,0,0,0 → (0,5)2. 优化点小数值用 1 字节存储差分范围大部分在-64 ~ 63可以塞进1 个字节int8_t只有少数大值才用2 字节3. 压缩存储格式情况 A小差值-64~63[1字节 差值] [1字节 计数]情况 B大差值[0x80 标记] [2字节 差值] [1字节 计数]五、示例代码#include stdint.h #include stdio.h #include string.h // BLC 配置 #define PARAMS_PER_GROUP 8 #define GROUPS 12 #define TOTAL_PARAMS (PARAMS_PER_GROUP * GROUPS) // BLC 结构体 typedef struct { uint16_t gain[4]; int16_t offset[4]; } BLCAreaParams; // 工具函数 static inline void pack_s16(uint8_t *buf, int16_t v) { buf[0] (v 8) 0xFF; buf[1] v 0xFF; } static inline int16_t unpack_s16(const uint8_t *buf) { return (int16_t)((buf[0] 8) | buf[1]); } // // 修复版压缩正确线性展平 组间差分 // int blc_compress_optimized(const BLCAreaParams blc[GROUPS], uint8_t *out) { int16_t diff[TOTAL_PARAMS]; int out_idx 0; // 【正确】线性展平组0 → 组1 → ... → 组11 for (int g 0; g GROUPS; g) { for (int p 0; p PARAMS_PER_GROUP; p) { int idx g * PARAMS_PER_GROUP p; int16_t curr; // 读取当前值 if (p 4) curr (int16_t)blc[g].gain[p]; else curr blc[g].offset[p - 4]; // 第0组原始值 if (g 0) { diff[idx] curr; } // 第1~11组组间差分同位置参数 else { int16_t prev_val; if (p 4) prev_val (int16_t)blc[g-1].gain[p]; else prev_val blc[g-1].offset[p-4]; diff[idx] curr - prev_val; } } } // BLE (RLE) 压缩 int16_t prev diff[0]; uint8_t count 1; for (int i 1; i TOTAL_PARAMS; i) { if (diff[i] prev count 255) { count; continue; } // 写入值 if (prev -64 prev 63) { out[out_idx] (uint8_t)prev; } else { out[out_idx] 0x80; pack_s16(out[out_idx], prev); out_idx 2; } // 写入计数 out[out_idx] count; prev diff[i]; count 1; } // 最后一组 if (prev -64 prev 63) { out[out_idx] (uint8_t)prev; } else { out[out_idx] 0x80; pack_s16(out[out_idx], prev); out_idx 2; } out[out_idx] count; return out_idx; } // // 修复版解压正确顺序恢复 // void blc_decompress_optimized(const uint8_t *in, BLCAreaParams blc[GROUPS]) { int16_t diff[TOTAL_PARAMS]; int idx 0; int in_idx 0; // 1. RLE 解压 memset(diff, 0, sizeof(diff)); while (idx TOTAL_PARAMS) { int16_t val; uint8_t head in[in_idx]; if (head 0x80) { val unpack_s16(in[in_idx 1]); in_idx 3; } else { val (int8_t)head; in_idx 1; } uint8_t cnt in[in_idx]; for (int k 0; k cnt idx TOTAL_PARAMS; k) { diff[idx] val; } } // 2. 【正确】差分恢复按线性顺序回填 for (int g 0; g GROUPS; g) { for (int p 0; p PARAMS_PER_GROUP; p) { int i g * PARAMS_PER_GROUP p; if (g 0) { if (p 4) blc[g].gain[p] (uint16_t)diff[i]; else blc[g].offset[p-4] diff[i]; } else { int16_t base; if (p 4) base (int16_t)blc[g-1].gain[p]; else base blc[g-1].offset[p-4]; int16_t res base diff[i]; if (p 4) blc[g].gain[p] (uint16_t)res; else blc[g].offset[p-4] res; } } } } // 打印 校验 void print_blc(const char *name, const BLCAreaParams *blc) { printf(\n %s \n, name); for (int g 0; g GROUPS; g) { printf(Group%2d | G:%4u %4u %4u %4u | O:%5d %5d %5d %5d\n, g, blc[g].gain[0], blc[g].gain[1], blc[g].gain[2], blc[g].gain[3], blc[g].offset[0], blc[g].offset[1], blc[g].offset[2], blc[g].offset[3]); } } int verify_blc(const BLCAreaParams *a, const BLCAreaParams *b) { for (int g 0; g GROUPS; g) { for (int i 0; i 4; i) { if (a[g].gain[i] ! b[g].gain[i]) return -1; if (a[g].offset[i] ! b[g].offset[i]) return -2; } } return 0; } // 测试主函数 int main() { BLCAreaParams blc_src[GROUPS] { {{1024,1026,1025,1028}, {-16,-15,-14,-12}}, // 0 {{1024,1026,1025,1028}, {-16,-15,-14,-12}}, // 1 {{1024,1026,1025,1028}, {-16,-15,-14,-12}}, // 2 {{1024,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-12}}, // 3 {{1024,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-12}}, // 4 {{1024,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-12}}, // 5 {{1025,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-13}}, // 6 {{1025,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-13}}, // 7 {{1025,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-13}}, // 8 {{1025,1027,1025,1029}, {-16,-15,-13,-13}}, // 9 {{1025,1027,1025,1029}, {-16,-15,-13,-13}}, //10 {{1025,1027,1025,1029}, {-16,-15,-13,-13}}, //11 }; uint8_t comp_buf[256]; BLCAreaParams blc_dst[GROUPS]; int comp_size blc_compress_optimized(blc_src, comp_buf); blc_decompress_optimized(comp_buf, blc_dst); print_blc(原始数据, blc_src); print_blc(解压数据, blc_dst); int ret verify_blc(blc_src, blc_dst); printf(\n 校验结果 \n); printf(原始大小: %d 字节\n, 192); printf(压缩大小: %d 字节\n, comp_size); printf(压缩比: %.1fx\n, 192.0f / comp_size); printf(结果: %s\n, ret 0 ? ✅ 100%% 无损正确 : ❌ 错误); return 0; }六、最关键的优势1.超高压缩比原始 192 字节 → 压缩后20~30 字节压缩比 6~9 倍2.100% 无损无近似、无截断、无精度损失3.硬件 / MCU 极友好无浮点无复杂运算只有循环 加法 移位FPGA / ARM 都能轻松跑4.结构安全严格区分无符号 Gain / 有符号 Offset不会溢出、不会符号错误
ISP图像效果参数压缩的可行性分析（三）----差分序列做 BLE (RLE) 压缩实例
目录1. 整体压缩原理2. 整体流程3. 逐模块深度解析一、数据结构定义二、差分编码原理压缩灵魂三、BLERLE压缩原理五、示例代码六、最关键的优势1. 超高压缩比2. 100% 无损3. 硬件 / MCU 极友好4. 结构安全0. BLC 数据12 组 BLC 配置每组8 个参数4 个无符号 Gainuint16_t4 个有符号 Offsetint16_t总参数数量12 × 8 96原始大小96 × 2 192 字节BLC 特点12 组参数非常相似、变化极小→ 适合差分 RLE压缩1. 整体压缩原理保留第 0 组原始数据 → 后面 11 组只存 “与前一组的差值” → 用 RLE 压缩大量连续 0 → 体积暴减2. 整体流程压缩流程按参数顺序展开G0,G1,G2,G3,O0,O1,O2,O3组间差分第 0 组存原始值第 1~11 组存 当前组 - 前一组BLERLE压缩连续相同值 → (值长度)小差值用 1 字节大差值用 2 字节输出压缩数据解压流程完全逆过程BLE 解压 → 恢复差分序列累加差分 → 恢复所有组数据按结构填回 Gain / Offset3. 逐模块深度解析一、数据结构定义typedef struct { uint16_t gain[4]; // 无符号增益 int16_t offset[4]; // 有符号偏移 } BLCAreaParams;严格区分无符号和有符号每组固定[G0,G1,G2,G3, O0,O1,O2,O3]共12 组二、差分编码原理压缩灵魂1. 为什么要组间差分因为12 组 BLC 参数几乎一样例如第 0 组 G0 100第 1 组 G0 100第 2 组 G0 100...差分后 0大量连续 0 →RLE 能压到极小2. 差分公式第0组 → 保存原始值 第1~11组 → 参数 当前值 - 前一组同位置值3. 代码中的差分逻辑for (int p 0; p 8; p) { // 8个参数 for (int g 0; g 12; g) { // 12组 if (g 0) diff[idx] curr; // 第0组原始值 else diff[idx] curr - 前一组值; // 组间差分 } }差分后效果96 个参数 → 大量0少量±1、±2极少大数值三、BLERLE压缩原理1. 什么是 BLEBasic Line Encoding RLE 行程编码连续相同数值 → 存储(数值, 重复次数)0,0,0,0,0 → (0,5)2. 优化点小数值用 1 字节存储差分范围大部分在-64 ~ 63可以塞进1 个字节int8_t只有少数大值才用2 字节3. 压缩存储格式情况 A小差值-64~63[1字节 差值] [1字节 计数]情况 B大差值[0x80 标记] [2字节 差值] [1字节 计数]五、示例代码#include stdint.h #include stdio.h #include string.h // BLC 配置 #define PARAMS_PER_GROUP 8 #define GROUPS 12 #define TOTAL_PARAMS (PARAMS_PER_GROUP * GROUPS) // BLC 结构体 typedef struct { uint16_t gain[4]; int16_t offset[4]; } BLCAreaParams; // 工具函数 static inline void pack_s16(uint8_t *buf, int16_t v) { buf[0] (v 8) 0xFF; buf[1] v 0xFF; } static inline int16_t unpack_s16(const uint8_t *buf) { return (int16_t)((buf[0] 8) | buf[1]); } // // 修复版压缩正确线性展平 组间差分 // int blc_compress_optimized(const BLCAreaParams blc[GROUPS], uint8_t *out) { int16_t diff[TOTAL_PARAMS]; int out_idx 0; // 【正确】线性展平组0 → 组1 → ... → 组11 for (int g 0; g GROUPS; g) { for (int p 0; p PARAMS_PER_GROUP; p) { int idx g * PARAMS_PER_GROUP p; int16_t curr; // 读取当前值 if (p 4) curr (int16_t)blc[g].gain[p]; else curr blc[g].offset[p - 4]; // 第0组原始值 if (g 0) { diff[idx] curr; } // 第1~11组组间差分同位置参数 else { int16_t prev_val; if (p 4) prev_val (int16_t)blc[g-1].gain[p]; else prev_val blc[g-1].offset[p-4]; diff[idx] curr - prev_val; } } } // BLE (RLE) 压缩 int16_t prev diff[0]; uint8_t count 1; for (int i 1; i TOTAL_PARAMS; i) { if (diff[i] prev count 255) { count; continue; } // 写入值 if (prev -64 prev 63) { out[out_idx] (uint8_t)prev; } else { out[out_idx] 0x80; pack_s16(out[out_idx], prev); out_idx 2; } // 写入计数 out[out_idx] count; prev diff[i]; count 1; } // 最后一组 if (prev -64 prev 63) { out[out_idx] (uint8_t)prev; } else { out[out_idx] 0x80; pack_s16(out[out_idx], prev); out_idx 2; } out[out_idx] count; return out_idx; } // // 修复版解压正确顺序恢复 // void blc_decompress_optimized(const uint8_t *in, BLCAreaParams blc[GROUPS]) { int16_t diff[TOTAL_PARAMS]; int idx 0; int in_idx 0; // 1. RLE 解压 memset(diff, 0, sizeof(diff)); while (idx TOTAL_PARAMS) { int16_t val; uint8_t head in[in_idx]; if (head 0x80) { val unpack_s16(in[in_idx 1]); in_idx 3; } else { val (int8_t)head; in_idx 1; } uint8_t cnt in[in_idx]; for (int k 0; k cnt idx TOTAL_PARAMS; k) { diff[idx] val; } } // 2. 【正确】差分恢复按线性顺序回填 for (int g 0; g GROUPS; g) { for (int p 0; p PARAMS_PER_GROUP; p) { int i g * PARAMS_PER_GROUP p; if (g 0) { if (p 4) blc[g].gain[p] (uint16_t)diff[i]; else blc[g].offset[p-4] diff[i]; } else { int16_t base; if (p 4) base (int16_t)blc[g-1].gain[p]; else base blc[g-1].offset[p-4]; int16_t res base diff[i]; if (p 4) blc[g].gain[p] (uint16_t)res; else blc[g].offset[p-4] res; } } } } // 打印 校验 void print_blc(const char *name, const BLCAreaParams *blc) { printf(\n %s \n, name); for (int g 0; g GROUPS; g) { printf(Group%2d | G:%4u %4u %4u %4u | O:%5d %5d %5d %5d\n, g, blc[g].gain[0], blc[g].gain[1], blc[g].gain[2], blc[g].gain[3], blc[g].offset[0], blc[g].offset[1], blc[g].offset[2], blc[g].offset[3]); } } int verify_blc(const BLCAreaParams *a, const BLCAreaParams *b) { for (int g 0; g GROUPS; g) { for (int i 0; i 4; i) { if (a[g].gain[i] ! b[g].gain[i]) return -1; if (a[g].offset[i] ! b[g].offset[i]) return -2; } } return 0; } // 测试主函数 int main() { BLCAreaParams blc_src[GROUPS] { {{1024,1026,1025,1028}, {-16,-15,-14,-12}}, // 0 {{1024,1026,1025,1028}, {-16,-15,-14,-12}}, // 1 {{1024,1026,1025,1028}, {-16,-15,-14,-12}}, // 2 {{1024,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-12}}, // 3 {{1024,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-12}}, // 4 {{1024,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-12}}, // 5 {{1025,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-13}}, // 6 {{1025,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-13}}, // 7 {{1025,1026,1025,1029}, {-16,-15,-14,-13}}, // 8 {{1025,1027,1025,1029}, {-16,-15,-13,-13}}, // 9 {{1025,1027,1025,1029}, {-16,-15,-13,-13}}, //10 {{1025,1027,1025,1029}, {-16,-15,-13,-13}}, //11 }; uint8_t comp_buf[256]; BLCAreaParams blc_dst[GROUPS]; int comp_size blc_compress_optimized(blc_src, comp_buf); blc_decompress_optimized(comp_buf, blc_dst); print_blc(原始数据, blc_src); print_blc(解压数据, blc_dst); int ret verify_blc(blc_src, blc_dst); printf(\n 校验结果 \n); printf(原始大小: %d 字节\n, 192); printf(压缩大小: %d 字节\n, comp_size); printf(压缩比: %.1fx\n, 192.0f / comp_size); printf(结果: %s\n, ret 0 ? ✅ 100%% 无损正确 : ❌ 错误); return 0; }六、最关键的优势1.超高压缩比原始 192 字节 → 压缩后20~30 字节压缩比 6~9 倍2.100% 无损无近似、无截断、无精度损失3.硬件 / MCU 极友好无浮点无复杂运算只有循环 加法 移位FPGA / ARM 都能轻松跑4.结构安全严格区分无符号 Gain / 有符号 Offset不会溢出、不会符号错误
