文档介绍：西北工业大学顿论文多光遥感图像缩技术研究
西北工业火学硕「论文多光洁遥感图像乐缩技术研究
第一章概论
夸数据压缩的必要性
什么是数据压缩
数据压缩,就是以最少的数码表示信源所发的信号,减少容纳给定消息
集合或数据采集集合的信号空间。从信息论的角度看,信源编码的一个最主
要的目的,就是要解决数据的压缩问题,它构成了数据压缩的理论基础。
数据压缩的必要性
世纪后半叶,人类社会进入了信息化、数字化时代。数字图像技术
作为数字技术的重要组成部分,将人们带入了崭新的多媒体世界。但与数字
图像技术伴随而生的是只能以海量形容的数字图像数据。例如海洋地球物理
勘探遥测数据,是用路传感器,每路信号按频率采样、位模一
数转换器量化而得,每航测就需记录一盘英寸的计算机磁
带。而仅仅一条测量船每年就可勘测如此巨大的数据量,使得存
储成本极为昂贵。另外,在有限带宽的信道上,实时传送如此海量的数据也
极为困难。而且由于许多数据经常需要在不同的用户和系统之间互相交换,
这就更需要一种有效的方法来存储和传输大型的数据文件。为了减轻海量数
据给存储和压缩环节带来的压力,数字图像的压缩技术应运而生。
近年来,随着计算机与数字通信技术的迅速发展,特别是网络和多媒体
技术的兴起,图像编码与压缩技术已受到人们越来越多的关注。图像压缩技
术通过去除数字图像数据的各种冗余信息,以最大幅度降低表示图像所需的
数据量,同时尽可能的保持原始图像的信息。目前静止图像的压缩比在
时已可得到良好的视觉效果运动图像在信噪比损失很低的情况下,可以
达到左右的压缩比。
数字图像压缩技术的发展,使数字图像的广泛应用成为可能,需要压缩
的应用也越来越多。如各种高分辨率和高清晰度电视视频图像数据、医学
和图像数据、微波遥感图像数据等,都需要进行压缩传输和存储。
近年来,由于计算速度不断提高、存储器容量迅速增加,使得各种复杂编码
方法都能预先在计算机上进行模拟和性能比较,编码技术取得了很大进展。
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而的发展,又使得各种高效压缩算法的硬件实时实现成为可能。目前
高效图像压缩编码技术己取得了多方面的成功应用。
妇图像压缩编码理论基础
压缩的理论基础是信息论。从信息论的角度来看,压缩就是去掉信息中
的冗余,即保留不确定的信息,去掉确定的信息可推知的,也就是用一
种更接近信息本质的描述来代替原有冗余的描述。这个本质的东西就是信息
量即不确定因素。
图像中的冗余信息
图像压缩通过去除数字图像数据的各种冗余,来达到压缩的目的。图像
数据中的冗余信息主要包括编码冗余、像素相关冗余和心理视觉冗余。如果
能减少或者消除其中的一种或多种冗余,就能取得数据压缩的效果。
编码冗余
为表达图像数据需要使用一系列的符号,图像编码需要用这些符号根据
一定的规则来表达图像。这里对每个信息或事件所赋的符号序列称为码字,
而每个码字里的符号个数称为码字的长度。
编码所用符号构成的集合称为码本。在实际图像中,每个信息或者事件
出现的几率不一样,如果它们对应的码字的长度都一样的话,就不能使编码
产生的符号序列达到最小,从而产生编码冗余。
像素相关冗余
像素冗余包括多种。图像内相邻像素之间存在空间冗余。运动图像中相
邻两帧图像间存在时间冗余。在多光谱图像中,谱间相邻的像素间存在谱间
冗余。有些图像的部分区域内存在着非常强的纹理结构,或是图像的各个部
分之间存在着自相似性,则形成了像素间的结构冗余。
心理视觉冗余
多数情况下,重建图像的最终接收者是人的眼睛。由于人眼的分辨力有
限,一些图像信息的损失对人眼的影响微乎其微,而且在具体应用中,人也
不是对所有视觉信息有相同的关心程度。一般来说,有些信息在特定的场
合或时间与另外一些信息相比来说不那么重要,这些信息可认为是心理视
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觉冗余的,去除这些信息并不会明显地降低所感受的图像质量或所期望的图
像作用。心理视觉冗余从本质上说与前面的两种冗余不同,它是与实在的视
觉信息联系着的。因为去除心理视觉冗余数据可能导致定量信息的损失。
图像压缩编码技术分类
图像压缩编码技术的分类方法众多,至今尚无统一标准。一个重要原因
是数据压缩领域方兴未艾,新的技术和方法不断涌现。多数学者比较认同的
是根据解码图像对原始被压缩图像的保真程度,将图像压缩的方法分为两大
类无损压缩和有损压缩。
无损压缩
无损压缩过程是可逆的,通常称为信息保持编码或嫡编码。无损压缩算
法