Alpha channel is being applied in an increasing number of mobile web applications on mobile devices that require ultra-low power consumption in all cases including compute-intensive video encoding and decoding. Thus, we propose an ultra-low coding complexity and high efficiency alpha channel lossless coding approach. A novel coding framework and four new coding schemes are proposed for alpha channel coding. The framework fuses a string matching technique and a proposed prediction coding scheme named bit-depth preserving prediction (BDPP) together to reduce the correlations within and between repeated identical patterns and neighboring pixels. To achieve a good tradeoff between complexity and efficiency, either the unmatchable bytes are coded directly or the BDPP residuals of unmatchable bytes are coded by a proposed bytewise entropy coding scheme named 0.5-1-2byte-size-code. The other string matching parameters are coded by another proposed bytewise entropy coding scheme named byte-size multi-variable-length-code. To speed up the string-matching search, we apply a fast string search scheme that combines special position search and hash-based search. For the selected typical 236 alpha test images, compared with x265 in the fastest configuration and lossless mode, the proposed lossless approach achieves 14.33% less total compressed bytes with only 2.75% encoding and 1.83% decoding runtime. The proposed approach also outperforms the conventional lossless coding techniques such as LZ4HC, ZLIB, and PNG.

中文翻译：

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一种用于无损 Alpha 通道编码的超低复杂度和高效率方法

Alpha 通道正在越来越多的移动设备上应用，这些移动设备在所有情况下都需要超低功耗，包括计算密集型视频编码和解码。因此，我们提出了一种超低编码复杂度和高效率的 alpha 通道无损编码方法。为 alpha 通道编码提出了一种新的编码框架和四种新的编码方案。该框架将字符串匹配技术和提议的预测编码方案融合在一起，称为位深度保留预测 (BDPP)，以减少重复的相同模式和相邻像素内部和之间的相关性。为了在复杂性和效率之间取得良好的平衡，要么直接编码无法匹配的字节，要么使用名为 0.5-1-2byte-size-code 的提议的字节熵编码方案对不可匹配字节的 BDPP 残差进行编码。其他字符串匹配参数由另一个提议的字节熵编码方案编码，称为字节大小多变量长度编码。为了加速字符串匹配搜索，我们应用了一种结合特殊位置搜索和基于哈希的搜索的快速字符串搜索方案。对于选定的典型 236 alpha 测试图像，与在最快配置和无损模式下的 x265 相比，所提出的无损方法实现了 14.33% 的总压缩字节数，编码时间仅为 2.75%，解码运行时间仅为 1.83%。所提出的方法还优于传统的无损编码技术，如 LZ4HC、ZLIB 和 PNG。其他字符串匹配参数由另一个提议的字节熵编码方案编码，称为字节大小多变量长度编码。为了加速字符串匹配搜索，我们应用了一种结合特殊位置搜索和基于哈希的搜索的快速字符串搜索方案。对于选定的典型 236 alpha 测试图像，与在最快配置和无损模式下的 x265 相比，所提出的无损方法实现了 14.33% 的总压缩字节数，编码时间仅为 2.75%，解码运行时间仅为 1.83%。所提出的方法还优于传统的无损编码技术，如 LZ4HC、ZLIB 和 PNG。其他字符串匹配参数由另一个提议的字节熵编码方案编码，称为字节大小多变量长度编码。为了加速字符串匹配搜索，我们应用了一种结合特殊位置搜索和基于哈希的搜索的快速字符串搜索方案。对于选定的典型 236 alpha 测试图像，与在最快配置和无损模式下的 x265 相比，所提出的无损方法实现了 14.33% 的总压缩字节数，编码时间仅为 2.75%，解码运行时间仅为 1.83%。所提出的方法还优于传统的无损编码技术，如 LZ4HC、ZLIB 和 PNG。我们应用了一种结合特殊位置搜索和基于哈希的搜索的快速字符串搜索方案。对于选定的典型 236 alpha 测试图像，与在最快配置和无损模式下的 x265 相比，所提出的无损方法实现了 14.33% 的总压缩字节数，编码时间仅为 2.75%，解码运行时间仅为 1.83%。所提出的方法还优于传统的无损编码技术，如 LZ4HC、ZLIB 和 PNG。我们应用了一种结合特殊位置搜索和基于哈希的搜索的快速字符串搜索方案。对于选定的典型 236 alpha 测试图像，与在最快配置和无损模式下的 x265 相比，所提出的无损方法实现了 14.33% 的总压缩字节数，编码时间仅为 2.75%，解码运行时间仅为 1.83%。所提出的方法还优于传统的无损编码技术，如 LZ4HC、ZLIB 和 PNG。