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遥感图像压缩技术探讨分析 目前数据压缩方法标准

[ 来源:互联网 | 时间:2008年11月25日 | 收藏本文 ] 【

一、图象压缩方法比较:

与现有的彩色序列图象压缩与解压算法相比,我们的算法有了很大的改进。根据遥感图像局部相关性较弱、纹理复杂丰富的特点,提出了基于小波分析理论的自适应标量、矢量混合量化压缩方法。该方法根据遥感图像小波变换后高频子图的局部块纹理强弱将这些块划分为4类,对平坦块进行高倍压缩,对纹理块进行高保真压缩,使各块的恢复误差大致平衡。其主要特点是避免了矢量编码过程中的码书训练和码书搜索,因而时间性能好,并且对单幅图像的压缩比和峰值信噪比(PSNR)优于JPEG方法。此方法与K-L变换去波段相关技术相结合,应用于多波段遥感图像压缩领域,收到了良好的效果。


二.目前数据压缩方法标准概述

经常使用的无损压缩方法有Shannon-Fano编码法、Huffman编码法、游程(Run-length)编码法、LZW编码法(Lempel-Ziv-Welch)和算术编码法等。

数据压缩研究中应注意的问题是,首先,编码方法必须能用计算机或VLSI硬件电路高速实现;其次,要符合当前的国际标准。

下面介绍三种流行的数据压缩国际标准。

1、JPEG-静止图像压缩标准

这是一个适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。它包括基于DPCM(差分脉冲编码调制、DCT(离散余弦变换)和Huffman编码的有损压缩算法两个部分。前者不会产生失真,但压缩此很小;后一种算法进行图像压缩是信息虽有损失但压缩比可以很大。 JPEG标准实际上有三个范畴:

1)基本顺序过程Baseline Sequential processes) 实现有损图像压缩,重建图像质量达到人眼难以观察出来的要求。采用的是8x8像素自适应DCT算法、量化及Huffman型的墒编码器。

2)基于DCT的扩展过程(Extended DCT Based Process) 使用累进工作方式,采用自适应算术编码过程。

3)无失真过程(Losslesss Process)采用预测编码及Huffman编码(或算术编码),可保证重建图像数据与原始图像数据完全相同。

其中JPEG有以下五种方法:

 (l)JPEG算法

基本JPEG算法操作可分成以下三个步骤:通过离散余弦变换(DCT)去除数据冗余;使用量化表对以DCT系数进行量化,量化表是根据人类视觉系统和压缩图像类型的特点进行优化的量化系数矩阵;对量化后的DCT系数进行编码使其熵达到最小,熵编码采用Huffman可变字长编码。(2)离散余弦变换(3)量 化

(4)游程编码(5)熵编码

2、MPEG-运动图像压缩编码

MPEG(Moving Pictures Experts Group)标准分成两个阶段:第一个阶段(MPEG-I)是针对传输速率为 lMb/s到l.5Mb/s的普通电视质量的视频信号的压缩;第二个阶段(MPEG-2)目标则是对每秒30帧的720x572分辨率的视频信号进行压缩;在扩展模式下,MPEG-2可以对分辨率达1440Xl152高清晰度电视(HDTV)的信号进行压缩。但是MPEG压缩算法复杂、计算量大,其实现一般要专门的硬件支持。

MPEG视频压缩算法中包含两种基本技术:一种是基于l6x16子块的运动补偿技术,用来减少帧序列的时域冗余;另一种是基于DCT的压缩,用于减少帧序列的空域冗余,在帧内压缩及帧间预测中均使用了DCT变换。运动补偿算法是当前视频图像压缩技术中使用最普遍的方法之一。

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