文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
JPEG2000及其在高光谱遥感图像压缩中的应用
姓名:吴林峰
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:冯燕
20050301
西北工业大学硕士学位论文及其在高光谱遥感图像压缩中的应用
及其在高光谱遥感图像压缩中的应用
作者吴林峰
导师冯燕教授
学科信号与信息处理
摘要
随着遥感技术的不断发展,获得大量的遥感数据的遥感器不断涌现,高光谱图
像数据的压缩也越来越多的受到关注。由于遥感图像数据对地物分析和识别有非
常重要的作用因此大多数情况下希望在遥感图像中不损失信息,即进行无损压
缩。是最新的静止图像压缩标准,它放弃了标准采用的以离散余弦
变换的区块编码方法,采用以小波变换为主的编码方式,提高了压缩性能。本文
阐述了采用的基本算法和关键技术,将其应用在高光谱图像的压缩中。
本文首先阐述了图像压缩的意义,对现有的图像编码方法进行了概括,并对高
光谱遥感图像压缩技术做了简要介绍。接着从信息论的角度介绍了基本
算法的理论基础,对其关键技术,小波变换的提升格式和算法进行了描述。
然后详细分析了标准算法,对其电平位移,分量变换,小波变换,
系数的分块位平面编码,分层装配,打包形成码流等各模块展开讨论。最后,实
现了预测编码方法相结合高光谱遥感图像压缩算法。采用了自适应预
测方法去除谱间冗余,并针对自适应预测器计算较为复杂的缺点提出了分块预测
算法。预测得到的差值图像首先进行小波变换,再用算法进行编码压缩,
最后形成特性的码流。实验结果表明,采用编码技术对两类
图像的压缩比都有所提高,并且与自适应预测方法相比,分块预测算法降低了复
杂度的同时,压缩比还有所提高。其中对机载波段高光谱遥感图像压缩比在
到之间,对波段多光谱图像压缩比接近倍。
关键字高光谱图像图像压缩小波变换预测编码
西北工业大学硕上学位论文及其在高光谱遥感图像压缩中的应用
,
西北工业大学硕士学位论文及其在高光谱遥感图像压缩中的应用
第一章概论
图像压缩的重要性和可行性
随着计算机技术的发展和厂‘泛应用,计算机处理的信息种类也越来越多。特
别是由于多媒体技术的广泛应用,计算机所涉及的信息已经从传统的文字信息扩
展到文字、音频、视频图像、静止图像、动画等多种,通常这些信息的数据量都
非常大。随着人们的要求的提高,数字图像的数据量急剧增长,例如一幅大小
为的单色图像,需要大小的存储空间。
如果在带宽的数据链路上传输这幅图像,传输时间大约为分钟,
这给存储器的存储容量,通信信道的带宽以及计算机处理速度增加极大的压力。
但是单纯的靠增加存储器容量,提高信道带宽和计算机处理速度等方法来解决这
个问题是非常困难的,而对数字图像进行压缩,以减小图像数据量是比较容易实
现的。
另外,由于近年来互联网的快速反展和广泛普及,使互联网成为大多数人的
一种获取和发布信息的重要手段。据统计,人们使用网络的的工作是浏览网
页,在我们经常浏览的网页中,除了文字内容外,占最大比重的就是静态图像了。
但是由于目前的网络建设比较滞后,虽然目前已经很少使用拨号等低带宽方式连
接网络,但其传输速度还是不尽人意,所以,有效地减小传输的流量就是一个十
分重要的问题。关于减低流量的方式很多,但是最主要的方法还是对浏览的内容
进行压缩。所以在不影响质量的情况下,有效的降低图像大小是非常重要的一项
工作。
图像数据量虽然大,但是其数据量与信息量并不相等,即数据之间存在着冗
余信息,人们正是通过去除图像数据间的各种冗余信息,最大幅度降低表示图像
所需的数据量,同时保持原始图像的信息,达到压缩数字图像的目的。近年来,
由于计算速度不断提高、存储器容量的迅速增加,使得各种复杂编码方法都能预
先在计算机上模拟和性能比较,编码技术取得了很大的进展。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。
一般的,数据压缩压缩分为两大类第一类压缩过程是可逆的,压缩后的图
像能够完全恢复出原来的图像,信息没有任何的丢失,又称为无损压缩第二类
压缩过程是不可逆的,无法完全恢复出原始图像,信息有一定的丢失,又称为有
损压缩。大多数应用中,人眼是图像信息的最终接收者,人眼的视觉系统的特点
是对高频信息的变化不敏感,对低频信息变化比较敏感对色度信息不敏感,对
亮度信息比较敏感等等。在某些场合下,充分利用人眼的这些视觉特性,采用有
损压缩可以在保证在所要求的主观质量的前提下达到较高的压缩比。但是,有损
压缩得到的重建图像质量相对较差,尤其实在