在徐勇等人提出的适用于硬件的低复杂度算法的基础上, 提出了一种基于自适应指数哥伦布编码的图像压缩算法来进一步提高压缩性能。首先, 对图像进行4级5/3小波变换; 根据小波变换后的子带数据进行建模, 得到最佳量化步长。然后, 采用JPEG_LS算法预测量化后的LL子带, 并对各个子带数据进行零游程编码。最后, 对零游程编码得到的数据进行自适应指数哥伦布编码。实验表明：当比特率大于0.25 bpp时, 本算法略好于徐的算法; 当比特率小于0.25 bpp时, 本算法重构图像的峰值信噪比较徐的算法高0.2~2 dB。结果显示, 本算法不仅提升了压缩性能, 而且由于指数哥伦布编码级数更新模型复杂度很低, 完全可以用硬件实现。

指数哥伦布编码是H.264/AVC标准和AVS标准中熵编码的重要组成部分, 其硬件实现好坏直接决定了编码器熵编码的性能。文中根据哥伦布编码和解码的特点, 设计了一种高速的哥伦布编解码器。首先, 用查找表的方式代替了首1检测等复杂操作, 通过查找直接得出要编解码码字的长度; 直接取出特定的要操作的数据, 同时进行相应的操作, 代替了传统的先移位, 再进行相应操作的方式, 使得指数哥伦布编解码器的关键路径变短, 速度变快。其次, 对哥伦布编解码器采用了多级流水的方式, 进一步提升了主频。最后, 在virtex5平台上进行测试, 该编解码器的吞吐率均可达到400MPixel/s。这将远胜于当今图像解码专用芯片的编解码速度, 也为图像高速压缩提供了硬件实现基础。

给出一种上下文自适应的游程编码和扩展指数哥伦布编码。利用游程编码算法对图像小波系数及ROI掩模进行上下文自适应建模并输出三元组样本；然后扩展普通的指数哥伦布编码，使其可以编码由游程编码建模输出的三元组样本，在对小波系数编码的同时可以携带感兴趣区域掩模标记信息。由此得到一种可以区别感兴趣区域和背景区域的高效编码算法，并以此算法为基础提出一种感兴趣区域编码的编解码框架，该框架包括5/3小波变换、小波域掩模标记生成、不均匀最佳量化、游程编码和扩展的指数哥伦布编码。该算法的游程建模过程简单，熵编码算法可用闭合公式表达，具有较高的可实现性。实验结果表明，提出的算法支持多个任意形状的感兴趣区域，感兴趣区域相对于背景区域的编码优先级可调，并且可以获得高于基于BbB-shift的SPIHT算法的压缩性能。