JPEG-LS压缩和解压的源程序。

简介：
JPEG-LS，也被称为ISO/IEC 14495-1，是由Loew和Goyal在1998年提出的一个无损图像压缩标准。该标准旨在提供与JPEG相似的压缩效率，同时确保图像在压缩和解压缩过程中不会产生任何视觉上的失真，这是因为它采用了一种无损的编码方式。在图像处理领域，JPEG-LS展现出重要的应用价值，尤其是在需要严格维护原始数据完整性的场景中，例如医疗成像、遥感以及科学图像处理等领域。JPEG-LS算法的核心在于其精心设计的编码策略，主要包含两个关键环节：首先是**预测**阶段；JPEG-LS利用邻近像素进行线性预测来实现数据压缩。为了实现最佳的压缩效果，提供了多种预测模式可供选择，包括最近邻（NN）、线性（A）、双线性（B）以及自适应预测（AP）。在预测阶段，首先计算出预测误差，而这个误差值将作为后续编码的数据基础。其次是**熵编码**：预测误差通过一种被称为“Near-lossless”（近无损）编码的过程进行处理。这种编码方法巧妙地结合了改进的运行长度编码（RLE）和一个可变字长编码（VLC）技术。当误差值连续保持相同时，RLE会记录这些连续相同值的重复次数；若误差值发生变化则会采用VLC编码每个独立的误差值。VLC则利用一个预先定义的查找表，根据误差值的概率分布来选择最简短的码字。在解压缩过程中，这些步骤会被完全逆向执行。首先进行熵解码以获取预测误差值，然后通过相应的预测模式进行反向操作来恢复原始像素数据。最后将这些像素数据按照图像的原始布局重新组合起来构建完整的图像。压缩和解压缩的代码实现通常包含以下几个关键模块：- **初始化**：该模块负责设置编码过程中的关键参数，例如最大允许的预测误差大小以及允许的最大运行长度等参数设置。- **输入/输出**：此模块负责读取已经压缩过的JPEG-LS数据流或将解压后的像素数据写入到目标存储介质中。 - **熵解码**：这个模块的主要功能是解析RLE和VLC编码过程中的信息,从而恢复出预测误差值. - **预测**：根据所选定的预测模式,利用计算出的预测误差值来推算原始像素的值. - **位流管理**：该模块负责管理位缓冲区,确保在读取和写入位数据时能够准确无误地进行操作. - **错误处理**：该模块用于检测并处理潜在的解码错误,例如识别出非法码字或者超出预定范围的预测误差等情况. 对这些源代码进行深入开发和理解有助于我们更透彻地掌握JPEG-LS算法的内在逻辑,并且可以为构建自己的JPEG-LS编解码器提供坚实的基础,或者对现有的编解码器进行优化和改进工作. 在实际应用场景中,对这些算法的理解对于提升图像处理软件的性能表现以及最终质量有着至关重要的作用. 此外,对于学习图像处理和相关压缩理论的学生来说,这是一个极具实践意义的项目案例.