2

我需要使用 8 位微处理器压缩 102x64 像素黑白 LCD 屏幕的数据。数据以流形式传入，如下所示：

unsigned char data[8][102] = 
        {
            {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x38, 0x28, 0xfe, 0x82, 0xba, 0xba, 0x82, 0xba, 0xba, 0x82, 0xba, 0xba, 0x82, 0xfe, 0x00, 
            0x00, 0x38, 0x44, 0x44, 0x38, 0x00, 0x40, 0x4c, 0x50, 0x60, 0x00, 0x28, 0x00, 0x40, 0x7c, 0x00, 
            0x4c, 0x54, 0x54, 0x24, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0x20, 0x20, 0x20, 0x3f, 0x3f, 0x20, 0x20, 0x20, 0x00, 0x6f, 0x6f, 0x00, 0x0f, 0x0f, 0x08, 
            0x08, 0x0f, 0x0f, 0x08, 0x08, 0x0f, 0x07, 0x00, 0x07, 0x0f, 0x0a, 0x0a, 0x0e, 0x06, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0xcf, 0x0e, 0x0d, 0x0d, 0x0d, 0xce, 0xcf, 0x0d, 0xcd, 0xcd, 0x0d, 
            0x0c, 0xcf, 0xc0, 0x00, 0x00, 0xc0, 0xc2, 0x02, 0x83, 0xc0, 0x40, 0x40, 0x41, 0x42, 0x02, 0x02, 
            0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x01, 0x02, 0x02, 
            0x02, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0x07, 0xfb, 0xfb, 0xfb, 0x07, 0xff, 0xff, 0xfb, 0xc7, 0x3f, 
            0xff, 0xff, 0x00, 0x84, 0x00, 0x00, 0x04, 0x04, 0xfc, 0x04, 0x04, 0x00, 0x04, 0x0c, 0x14, 0x24, 
            0xc4, 0x00, 0x00, 0x84, 0x00, 0x00, 0x30, 0x50, 0x90, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x00, 0xf8, 0x04, 0x04, 
            0x04, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0x3f, 0x3f, 0x20, 0x20, 0x30, 0x1f, 0x0f, 0x00, 0x01, 0x0b, 0x0a, 0x0a, 0x0f, 0x07, 0x00, 
            0x08, 0x3f, 0x3f, 0x08, 0x08, 0x00, 0x07, 0x0f, 0x0a, 0x0a, 0x0e, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0xc0, 0xc0, 0x40, 0x40, 0xc0, 0x81, 0x02, 0x02, 0x82, 0xc1, 0x40, 0x42, 0xc2, 0xc3, 0x00, 
            0x00, 0xc0, 0xc0, 0x40, 0x40, 0x00, 0x81, 0xc2, 0x42, 0x42, 0x41, 0x40, 0x02, 0x02, 0x03, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x02, 0x02, 0x02, 0x01, 0x00, 0x01, 0x02, 0x02, 0x02, 
            0x01, 0x00, 0x01, 0x02, 0x02, 0x02, 0x01, 0x00, 0x01, 0x02, 0x02, 0x02, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf8, 0x04, 0x04, 0x04, 0xf8, 0x00, 0x04, 0x04, 0xfc, 0x04, 
            0x04, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 0xf8, 0x04, 0x04, 0x04, 0xf8, 0x00, 0x04, 0x04, 0xfc, 0x04, 
            0x04, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 0x04, 0x0c, 0x14, 0x24, 0xc4, 0x00, 0xf8, 0x04, 0x04, 0x04, 
            0xf8, 0x00, 0xf8, 0x04, 0x04, 0x04, 0xf8, 0x00, 0xf8, 0x04, 0x04, 0x04, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
            {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }
        };

但是我无法将它完全放入微处理器的 RAM 中。我只能以 51 个或更少的字节块访问它。

对于那些好奇的人 - 数据将产生以下图像：

屏幕

我喜欢使用慢速串行接口传输数据。按原样发送数据需要太多时间。我的目标是通过将数据缩小 2 倍来将速度提高一倍。通过将 816 字节压缩到 332 字节，普通的 zip 压缩将达到 2.46 倍。

我的第一个想法是通过对序列中具有相同值的字节进行分组来缩小数据。例如，数据 {0x20, 0x20, 0x20, 0x3f, 0x3f, 0x20, 0x20, 0x20}将从 8 字节压缩到 6 字节到 this{{0x20, 0x03}, {0x3f, 0x02}, {0x20, 0x03}}中。

有没有一种方法更适合黑白像素数据和 8 位微处理器提供的有限资源？

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4 回答 4

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传真机对行使用 Huffman 压缩组合，然后以下几行仅编码与最后一个完整行的差异。

这与视频压缩的原理相同：压缩一整帧，然后压缩接下来几帧的差异（当然，这不是 100% 准确的）。

它应该有助于压缩，但代码变得有点复杂。

我会从霍夫曼压缩开始，因为图像绝对不是随机的，应该可以很好地压缩。我不认为传真机有很大的内存，所以有可能把它挤进去。

于 2011-08-19T07:22:59.537 回答
1

I don't know much about compression, but for something that's even more effective than RLE, specifically designed for a LCD, I'd perhaps consider something like this (inventing this algorithm as I write) :

{tag, x coord, y coord, data, data, data, ..., tag, x coord, ... and so on.

This is based on the idea that everything on the LCD is blank by default, and you just fill in the data. So it removes the need of storing a lot of 0x00. Instead, the value 0x00 can be used as a tag to describe where a new data segment begins and ends.

It would look like this:

uint8_t data[N] = {0x00, 0x05, 0x01, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x01, 0x02, 0xAA, 0xBB, 0xCC };

This will print the data FFFF at location (5,1) to (6,1) on the LCD, and then the data AABBCC at location (1,2) to (3,2). A wrap-around at end of line could easily be implemented. 0x00 may appear as one of the coordinates but never as data.

于 2011-08-19T09:41:43.117 回答
1

我使用RLE方法（非常容易实现）创建了一个测试，并将类似的图像从 816 字节压缩到 446 字节（因子 1.82）——这超出了我对这种简单方法的预期。

于 2011-09-19T08:17:50.157 回答
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如果您考虑使用霍夫曼压缩，您可以尝试像增量代码这样的预处理或将数据移到前端。增量代码记录与下一个字节的差异，mtf 使用字典交换数据。它可以提高统计压缩器的压缩率。如果霍夫曼太贵了，您可以查看哥伦布代码。Mtf 在 BWT 转换之前用于 bzip2。

于 2011-08-19T08:15:48.727 回答