文档介绍：摘要多光谱图像被广泛应用在环境监测、地质、气象、医学和军事等领域。它作为一种三维图像,其海量的数据导致在有限带宽信道上传输和存储非常困难,因此必须对它进行有效的压缩编码。本文系统地介绍了作者近年来在多光谱图像压缩编码领域的主要研究工作和成果,重点对基于小波变换的三维嵌入编码技术进行了深入的理论分析和应用研究。本文的主要创新性成果如下:岢隽艘恢只谒牟媸饔呕腟零块编码算法。该算法通过分析零块中各子块上下文关系,减少了零块编码中重要块和系数四叉树分裂的比特输出。利用新的链表生成和不重要集合排序策略,避免了零块的复杂排序。实验表明,改进后的算法有效提高了图像编码性能和运算效率。岢隽艘恢只贙狶变换和小波变换的三维零块/喙馄淄枷癖嗦胨惴ā8盟惴ǘ远喙馄淄枷竦目间域和频谱域分别采用二维小波变换和变换,并利用改进的三维零块算法对变换后的子带系数进行编码。实验结果表明该算法明显优于疻等算法,同时该算法还支持图像的渐进传输。岢隽艘恢只诜嵌猿菩〔ū浠坏娜憧榉至阉惴.。该算法对多光谱图像的谱方向采用小波包变换,并根据变换后系数能量分布特点,设计了新的三维零块分裂和三维子带分裂方法。通过采用零块优化排序的快速算法,进一步提高了编码速度。实验结果显示,不仅编码性能明显优于等算法,而且编码速度也提高两倍左右。岢隽艘恢只诳焖傥匏鹧诼氡浠坏娜我庑巫碦零块编码算法,该算法采用提升步骤生成无损巫囱诼耄过对凳谋忍孛嫣嵘迪諶区域的优先编码。结果表明,:甊算法的编码性能优于、〔ū浠缓腿憧楸嗦氲拿嫦蚨韵蟊码算法8盟惴ń龆远韵笄蚰诘南袼赜τ眯巫醋允视提升小波变换,变换后的系数个数与原始图像中对象区域的像素个数相同,避免了滤波变换中复杂的边界扩展和卷积计算,通过分析形状掩码图像中无效系数的位置,取消了对象区域外无效块或系数的符号输出,:多光谱图像编码三维小波变换嵌入编码零块编码对象编码
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霪辆旁共蜀矽⋯/ǎ疘/疘!#第一章绪论§研究背景和意义经远远不能满足人们的需求,各类多光谱成像技术已被广泛应用。在多光谱成像人类已进入信息时代,信息技术的发展日新月异,在各项技术领域的主导作用越来越突出,是当前科技领域的主要驱动力。它有效带动了全球科技的发展,必将对未来社会发展和人类进步产生重大的影响。随着现代信息技术、遥感遥测技术、空间探测与通信技术、微电子技术、计算机技术、网络技术以及生物医学的快速发展,图像信息的需求量越来越明显。它能给人们以直观、生动形象和定量的反映。因此,图像信息的处理、存储和传输在国民经济各个领域和国防建设中的作用越来越突出。’近年来,在环境监测、地质、农业、医学和军事等领域,传统的二维图像已装置中,传感器探测到目标对上百个不同波长的反射强度,从而形成上百个连续的谱段组成光谱图像。如图甀所示,多光谱图像能被定义为二维的空间域和一维的频谱域组成的三维体数据图像,与视频序列图像不同的是多光谱图像中各谱段图像的空间域中的位置是相同的,也就是说,多光谱图像是由相同视场下的不同谱段图像组成的。对于空间遥感,探测器苫蛭佬距离目标很远,遥感图像的每一个像素可能对应地面从几十厘米到几十米,或更大的区域。在多光谱遥感应用中,通过提高遥感探测器的空间分辨率可以提高遥感图像的质量。无论自然目标还是人为目标对不同波长的反射率有较大差异,因此通过提高光谱分辨率,从中可以获取被探测目标的大量信息,用于信息判读、分类、特征提取和识别。在医学领域,多光谱医学图像也被广泛应用于医学诊断和辅助治疗。它使用/第一章绪论图由二维空间域和一维的频谱域组成的三维多光谱图像、
§多光谱成像技术的发展特定的波长的光线对病灶和其它的表面结构进行拍照。它甚至能对脑或是肿痛的内部结构进行拍照,这是因为某些波段的光线可以穿透这些组织,而对它们毫无伤害。通过对不同的生物组织热缢邓椭选择合适波段的光线,研究人员就可以获取其它一些难以获得的详细资料。在环境监测中,因为各种气体或液体对不同波长光的吸收与散射特性各不相同,利用多光谱成像可以准确判读有害气体或液体的种类和污染程度。在军事用途上,多光谱成像技术也得到应用。如美国的飞机上安装了多光谱探测光电设备能够在几十个谱带上对目标进行分析,而装备的超光谱设备可以在銎锥紊瞎ぷ鳎佣芄惶讲饣д郊梁臀弊暗某盗尽⒎苫取W苤多光谱、超光谱成像技术可以获取更多更准确的战场信息,可以有效提高伪装、隐蔽能力,对抗敌方反侦察能力。尽管多光谱成像极具民用和军用潜力,但由于多光谱图像是一种三维图像数据,其