用于图像压缩的 C# 预测编码

Question

我一直在对图像使用 Huffman Compression 以减小大小，同时保持无损图像，但我还读到您可以使用预测编码通过减少熵来进一步压缩图像数据。

据我了解，在无损 JPEG 标准中，每个像素都被预测为光栅顺序中已经遇到的相邻 4 个像素的加权平均值（上面三个，左边一个）。例如，尝试根据前面的像素 x 来预测像素 a 的值，该像素位于左侧以及 a 上方：

x x x
x a 

然后计算和编码残差（预测值和实际值之间的差异）。

但我没有得到的是，如果平均 4 个相邻像素不是 4 的倍数，你会得到一个分数，对吧？应该忽略那部分吗？如果是这样，8 位图像（保存在 byte[] 中）的正确编码是否类似于：

public static void Encode(byte[] buffer, int width, int height)
{
    var tempBuff = new byte[buffer.Length];

    for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
    {
        tempBuff[i] = buffer[i];
    }

    for (int i = 1; i < height; i++)
    {
        for (int j = 1; j < width - 1; j++)
        {
            int offsetUp = ((i - 1) * width) + (j - 1);
            int offset = (i * width) + (j - 1);

            int a = tempBuff[offsetUp];
            int b = tempBuff[offsetUp + 1];
            int c = tempBuff[offsetUp + 2];
            int d = tempBuff[offset];
            int pixel = tempBuff[offset + 1];

            var ave = (a + b + c + d) / 4;
            var val = (byte)(ave - pixel);
            buffer[offset + 1] = val;
        }
    }
}

public static void Decode(byte[] buffer, int width, int height)
{
    for (int i = 1; i < height; i++)
    {
        for (int j = 1; j < width - 1; j++)
        {
            int offsetUp = ((i - 1) * width) + (j - 1);
            int offset = (i * width) + (j - 1);

            int a = buffer[offsetUp];
            int b = buffer[offsetUp + 1];
            int c = buffer[offsetUp + 2];
            int d = buffer[offset];
            int pixel = buffer[offset + 1];

            var ave = (a + b + c + d) / 4;
            var val = (byte)(ave - pixel);
            buffer[offset + 1] = val;
        }
    }
}

我不明白这真的会如何减少熵？这将如何帮助进一步压缩我的图像，同时仍然保持无损？

多谢指教

编辑：

所以在玩了预测编码图像之后，我注意到直方图数据显示了很多 +-1 的各种像素。在某些情况下，这会大大降低熵。截图如下：

Answer 1

是的，只是截断。没关系，因为您存储了差异。它减少了熵，因为您只存储小值，其中很多是 -1、0 或 1。顺便说一句，您的 sn-p 中有几个不相干的错误。