用于图像压缩的 C# 预测编码

Question

我一直在对图像使用霍夫曼压缩来减小尺寸，同时保持无损图像，但我也了解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，尝试根据左侧和上方的先前像素 x 来预测像素 a 的值：

x x x
x a 

然后计算残差并对其进行编码（预测值与实际值之间的差异）。

但我不明白的是，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？该分数应该被忽略吗？如果是这样，8 位图像的正确编码（保存在 byte[] 中）是否会类似于：

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;
        }
    }
}

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

感谢您的任何启发

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许多不同像素的+-1。在某些情况下，这会大大降低熵。这是屏幕截图：

Answer 1

是的，只是截断。没关系，因为你存储了差异。它减少了熵，因为您只存储很小的值，其中很多都是 -1、0 或 1。顺便说一句，您的代码片段中有一些差一的错误。