比特平面编码又称为位平面编码，位平面编码是一种通过单独地处理图像的位平面来减少像素间冗余的有效技术。它将一幅多级图像分解为一系列二值图像并采用几种熟知的二值图像压缩方法对每一幅二值图像进行压缩。位平面编码分为两个步骤：位平面分解和位平面编码。

位平面分解

一副m比特的灰度图像的灰度级可以用2为基的多项式表示为：

根据以上式子，将多项式的m个系数分离到m个1比特的位平面中，这就实现了将一副多级灰度图像表示成由m个二值图像组成的集合。0级位面就是原图像灰度级的第0位，也就是由上式中的生成的，m-1级位面就是原图像灰度级的第m-1位，是由上式中的系数生成的，每个位面根据其系数按0到m-1进行编号，位平面每个像素的取值等于每个像素点在原图像中对应位置的灰度级相应位的多项式系数。

采用这种分解会导致的问题是灰度级上的稍微变化就会导致位平面产生显著的响应，例如在一个8位的灰度图像中，当灰度从127过度到128时，八个位面的值从01111111变成10000000，所有位面的值都发生了改变。

一种可以避免小的灰度变化对位面产生显著影响的方法是预先对灰度级进行编码。首先用一个m比特的灰度编码来表示图像，编码计算公式如下：

第一式采用了异或运算，使得连续码字之间只在一比特位置上不相同，因此灰度级小的变化不会对大部分的位面产生影响。