將圖形保存到EEPROM，通過重複0x00和0xFF的過濾器壓縮圖形以節省空間[解決]

Question

作爲固件的一部分，我想將圖形或圖形保存到MCU的EEPROM中。空間不是很大，1K，但是它可以節省一些程序空間。是的，你可以分離圖形的字形來節省空間，但它不易管理，你需要更多的代碼來正確顯示它。

大多數單色GUI圖形不會完全填滿屏幕，並且包含空白空間或重複像素的分配。圖像已被壓縮，每個字節中的每一位代表8個像素。

我在128x32像素的小型顯示器上顯示圖形。顯示它並刪除不相關的部分，工作得非常精細和高效。

所以我想出了這個想法來過濾這些重複，將其壓縮一點。成功後，像這樣的位圖（見下文）是496個字節，用我的方法縮小了401個字節。

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這聽起來並不多但是在總規模下降了20％，真是太好了當只有1K的可用存儲空間。字節數組的

例子：

PROGMEM const uint8_t TEP_DISPLAY [] = { /* 496 bytes */ 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x06, 0x00, 0x80, 0x90, 0x00, 0x3E, 0x01, 0x80, 0x03, 0xC0, 0x01, 0x80, 0x00, 0x47, 0x0F, 0xFE, 
0x17, 0x01, 0xC0, 0x90, 0x00, 0x30, 0x00, 0x00, 0x03, 0x60, 0x01, 0x80, 0x01, 0x87, 0x10, 0x02, 
0x30, 0x83, 0xE3, 0xFC, 0x00, 0x61, 0xE7, 0x39, 0xB6, 0x6F, 0x0F, 0x00, 0x03, 0x07, 0x36, 0xDA, 
0x7F, 0xF0, 0x83, 0xFC, 0x7C, 0x7D, 0xB3, 0x6D, 0xB6, 0x61, 0x9B, 0x1F, 0x03, 0x87, 0x36, 0xDA, 
0x30, 0x43, 0xE1, 0xF8, 0x00, 0x61, 0xB3, 0x6D, 0xA7, 0xCF, 0xB3, 0x00, 0x01, 0x80, 0x36, 0xDA, 
0x13, 0x81, 0xC0, 0x60, 0x00, 0xC3, 0x66, 0x6D, 0xCC, 0x1B, 0x36, 0x00, 0x01, 0x07, 0x10, 0x02, 
0x03, 0x00, 0x80, 0x60, 0x00, 0xFB, 0x66, 0x39, 0x8C, 0x0F, 0x1E, 0x00, 0x02, 0x07, 0x0F, 0xFE, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1C, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
0x2A, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xAA, 0xA2, 0xD5, 0x54, 
0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x14, 0x00, 0x02, 
0x00, 0xC0, 0x22, 0x00, 0x08, 0x00, 0x02, 0x20, 0x00, 0x82, 0x48, 0x20, 0x00, 0x08, 0x00, 0x00, 
0x40, 0xC0, 0x01, 0xE0, 0x00, 0x01, 0xC0, 0x1E, 0x00, 0x01, 0x50, 0x00, 0xFE, 0x00, 0x0C, 0x02, 
0x00, 0xC0, 0x20, 0x10, 0x08, 0x07, 0xC2, 0x01, 0x00, 0x80, 0x00, 0x21, 0x01, 0x08, 0x0E, 0x00, 
0x4F, 0xFC, 0x00, 0xFE, 0x00, 0x0F, 0x40, 0x3F, 0xF8, 0x03, 0xF8, 0x03, 0x01, 0x80, 0x0B, 0x02, 
0x1C, 0xC2, 0x21, 0x11, 0x08, 0x1C, 0x42, 0x40, 0x04, 0x84, 0x04, 0x21, 0x11, 0x08, 0x69, 0x80, 
0x59, 0xE2, 0x01, 0x11, 0x00, 0x18, 0x40, 0x55, 0x54, 0x05, 0x54, 0x03, 0x39, 0x80, 0x3B, 0x02, 
0x12, 0xD2, 0x21, 0x11, 0x08, 0x10, 0x42, 0x40, 0x04, 0x84, 0x04, 0x21, 0x7D, 0x08, 0x1E, 0x00, 
0x54, 0xCA, 0x01, 0x83, 0x00, 0x10, 0x40, 0x55, 0x54, 0x05, 0x54, 0x03, 0x11, 0x80, 0x3E, 0x02, 
0x12, 0x12, 0x21, 0x01, 0x08, 0x11, 0xC2, 0x40, 0x04, 0x84, 0x04, 0x21, 0x11, 0x08, 0x6B, 0x00, 
0x51, 0xE2, 0x01, 0x01, 0x00, 0x13, 0xC0, 0x47, 0xC4, 0x04, 0x44, 0x01, 0x11, 0x00, 0x09, 0x82, 
0x10, 0x02, 0x21, 0x01, 0x08, 0x71, 0x82, 0x40, 0x04, 0x84, 0x04, 0x23, 0x01, 0x88, 0x0B, 0x00, 
0x4F, 0xFC, 0x01, 0xFF, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x3F, 0xF8, 0x05, 0x54, 0x01, 0x01, 0x00, 0x0E, 0x02, 
0x0F, 0xFC, 0x20, 0xFE, 0x08, 0x60, 0x02, 0x1F, 0xF0, 0x84, 0x04, 0x20, 0xFE, 0x08, 0x0C, 0x00, 
0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02 
}; 

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還有一個問題，我認爲這是在代碼中的一個小錯誤，我無法檢測到它（因爲花了幾天就可以考慮一下如何讓它更小）。也許有人能指出我解決問題的正確方向。

問題

當有配發similarties的，255次以上的重複相同的，比如很多0xFF的重複的線或0×00重複的空的空間，會出現問題。在我的代碼中，我採取了一些預防措施，以避免字節溢出，但它失敗（現在不知道爲什麼）。我試圖做的是當出現溢出時，記錄它並重新開始計數。我不知道這是一個閱讀功能或只是寫功能的問題。

這是存儲

At start address: 
----------------- 
<byte width> 
<byte heigth> 
<uint16 dataSize> 
<data> 
    <if data=0xFF> 
    <0xFF> 
    <repeat count> 
    </if> 
    <if data=0x00> 
    <0x00> 
    <repeat count> 
    </if> 
<else data> 
</data> 

這裏的佈局是我的代碼：

<cut, see answer below> 

任何想法？

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注：

我不希望使用任何昂貴的壓縮方法，程序空間96％已經在使用我的方法似乎很好地工作，但與一些錯誤，我需要知道錯誤，沒有其他壓縮方法。它已經進行了一些壓縮，一個字節中的位代表8個像素，並且只是想略微減少一點（但是在字節溢出時會出現錯誤）。

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編輯18十月2017年

見我的回答及以下新的代碼。

Answer 1

經過一段時間的睡眠，我重做了很多更好的結果和更少的代碼，我太過於複雜。

我得到了令人印象深刻的結果，並考慮通過選擇最重複的字節並將其記錄到EEPROM'文件'中的檢查方法來找到最佳'壓縮'。

無論如何，這是我的代碼，與第一個代碼相比要好得多，也許它可以幫助其他人。這是非常輕量級的解決方案來節省一些字節。

例如，分辨率爲128x32像素的空白屏幕或全屏幕屏幕僅導致9個字節，一半一半隻有17個字節。我在'編譯'之前的問題中顯示的屏幕只有405字節，節省了大約100個字節。

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這裏是我重新代碼：

uint8_t TOLEDdisplay::getCacheRawBits(uint16_t iAddress) 
{ 
    if(iAddress < cacheSize) 
    { return displayCache[ iAddress ]; } 

    return 0x00; 
} 

bool TOLEDdisplay::setCacheRawBits(uint16_t iAddress, uint8_t iBitByte) 
{ 
    if(iAddress < cacheSize) 
    { 
    displayCache[ iAddress ]=iBitByte; 
    return true; 
    } 

    return false; 
} 

uint16_t TOLEDdisplay::writeToEeprom(uint16_t iAddress) 
{ 
    if(cacheSize == 0 || width == 0 || height == 0) 
    { return 0; } 

    uint8_t iBits;    // Pixel * 8 = byte 
    uint8_t iFoundBits;   // 'Type' of detected 
    uint16_t iByteSize = 0;  // Total byte size of stream 
    uint8_t iCount = 0;  // Count of repeats found 
    bool  bSame;    // Boolean to evaluate repeats 

    // Write screen bounds, when read it back with readFromEeprom, 
    // these bounds need to match with current screen bounds. 
    EEPROM.write(iAddress++, width); 
    EEPROM.write(iAddress++, height); 

    // Reserve two bytes for stream size 
    uint16_t iSizeAddress = iAddress; 
    iAddress+=2; 

    // Write the cache content to the EEPROM 
    uint16_t i = 0; 
    while(i < cacheSize) 
    { 
    // Get a byte with bits 
    iBits = getCacheRawBits(i); 
    ++i; 

    // Find repeating lines or empty lines 
    if(iBits == 0xFF || iBits == 0x00) 
    { 
     iFoundBits = iBits; // Set found bits to detect changes 
     bSame  = true; // Set to true to able to start loop 
     iCount=1;   // Count this found one 

     // Loop to find duplicates 
     while(bSame && (iCount < 0xFF) && (i < cacheSize)) 
     { 
      iBits = getCacheRawBits(i); // Get next byte with bits 
      bSame = (iBits == iFoundBits); // Determine is repeat, the same 
      iCount+=bSame;     // Increment count when same is found 
      i+=bSame; 
     }  

     // Finally write result to EEPROM 
     EEPROM.write(iAddress++, iFoundBits); // type 
     // Write the amount 
     EEPROM.write(iAddress++, iCount); // count 

     // Goto main loop and find next if any 
    } 
    else { 
      // Write found value normally to EEPROM 
      EEPROM.write(iAddress++, iBits); 
     } 
    } 

    // Final EOF address is one pos back 
    --iAddress; 

    // Calculate stream size 
    iByteSize=iAddress-iSizeAddress; 
    uint8_t* pByteSize = (uint8_t*)&iByteSize; 

    // Write size of stream 
    EEPROM.write(iSizeAddress , *pByteSize++); 
    EEPROM.write(iSizeAddress+1, *pByteSize); 

    // return bytes written including width and height bytes (+2 bytes) 
    return iByteSize+2; 
} 

bool TOLEDdisplay::readFromEeprom(uint16_t iAddress) 
{ 
    uint8_t iBits; 
    uint8_t iRepeats; 
    uint16_t i  = 0; 
    uint8_t* pI  = (uint8_t*)&i; 

    uint8_t iWidth = EEPROM.read(iAddress++); 
    uint8_t iHeight = EEPROM.read(iAddress++); 

    // Read stream size, read two bytes 
    *pI = EEPROM.read(iAddress++); 
    *pI++; 
    *pI = EEPROM.read(iAddress++); 

    // Clear the screen 
    clear(); 

    // If an error (no image on EEPROM address) or screen bounds 
    // doesn't match, skip to continue 
    if(i == 0 || iWidth != width || iHeight != height) 
    { 

    update(true); // Set screen to blank 
    return false; 
    } 

    uint16_t iCacheAddress = 0; 

    while(i--) 
    { 
     // Get a byte with bits 
    iBits = EEPROM.read(iAddress++);  

     // Explode repeats if detected 
    if(iBits == 0xFF || iBits == 0x00) 
    { 
     // read amount of repeats 
     iRepeats = EEPROM.read(iAddress++); 

     // Explode it into cache 
     while(iRepeats--) 
     { setCacheRawBits(iCacheAddress++, iBits); } 
    } 
    else { 
      // Put value normally into cache 
      setCacheRawBits(iCacheAddress++, iBits); 
      } 
    } 

    // Done, update the screen 
    update(true); 

    // Return success 
    return true; 
} 

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也許我必須添加一些EEPROM boundry檢查，但現在它工作正常。

Answer 2

第一次通過循環時，bFFOverflow和bZeroOverflow在未被初始化的情況下被訪問。

但是，主要的問題是，在記錄255 0或0xFF字節後，如果有更多，則將計數設置爲1。但是，這應該是零，因爲您在計算該字節的第255個副本之後檢測到溢出。

因此，始終將bFFOverflow和bZeroOverflow設置爲0，寫出計數。