基于改进预测树的高光谱图像无损压缩方法研究

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1、第l章绪论后者完成光谱扫描或光谱波段分割。成像光谱仪主要有三类扫描方式：线性扫描、推扫式扫描和掸扫式扫描(浦瑞良，2000)。线性扫描仪使用单个探测元件对地物扫描得到整个场景，掸扫式扫描仪使用激光沿航向排列的探测元件获取平行扫描线组；而推扫式扫描仪由上千个探测元件构成线阵列，以平行方式推扫整个景宽以获取图像。成像光谱技术的发展总是伴随着成像光谱仪的不断改进，新型的成像光谱仪已经能够快速、多平台、多时相、动态、高分辨率的获取对地观测数据。目前，根据星载遥感器的不同，遥感卫星可分为光学遥感和微波遥感。其中光学

2、遥感的发展趋势是高的谱间分辨率和空间分辨率，而微波遥感的发展趋势是多极化、多波段和多工作模式。1972年美国发射了第一颗地球资源卫星(ERTS—l，后来更名为陆地卫星1号，即Landsat—1)，标志着地球遥感新时代的开始，随后，美国发射了包括陆地卫星l号至7号的一系列陆地卫星。1983年在NASA(NationaIAeronauticsandSpaceAdministration)的支持下JPL成功研制了第一台成像光谱仪AIS．1(AirbomeImagingSpectrometer)(Goetz，19

3、85)，在此基础上，JPL又陆续研制了一系列高性能的成像光谱仪，并逐渐走向实际应用阶段，如1987年问世的第二代高光谱成像仪，名为航空可见光／红外光成像光谱仪(AVl刚S，A曲omeVisible／In觚．RedImagingSpectrometer)，它能够在0．4声肋～2．45彬的波长范围内获取224个连续的光谱波段图像，波段宽度为lO，z肌(Vane，1987)。1999年9月，美国光谱成像公司(SpectralImagingInc．)成功发射载有IKONOS传感器的小卫星，其空间分辨率高达1米。1

4、999年12月，JPL研制的中分辨率成像光谱仪MODlS随着TERRA卫星发射升空，成为第一颗在轨运行的星载成像光谱仪。我国的成像光谱技术起步较晚，在“七五”和“八五”期间紧跟国际前沿技术，先后研制了多光谱扫描仪、红外细分光谱扫描仪(FMS)、热红外多光谱扫描仪(TMS)、19波段多光谱扫描仪(AMSS)、7l波段多光谱机载成像光谱仪(MAIS)、224波段的OMIS成像光谱仪等(张宗贵，2000)(郑兰芬，1992)。20世纪90年代，我国几乎与国际同步开展了空间调制型干涉成像光谱技术的研究．并提出了基

5、于视场调制光程差的LASIS创新方案，这使得我国的成像光谱技术跨上了新的台阶。第l章绪论1．1．3静态图像压缩编码人类获取外部世界信息的一个主要途径就是视觉感知，据统计，视觉信息占据人类从外部获取信息的2／3，听觉信息只占大约1／5，其余为触觉、味觉、嗅觉等信息。图像信息直观、形象、易懂，是人类最丰富的视觉信息来源。随着计算机工程、通信技术、网络技术和多媒体技术的飞速发展，图像作为重要的信息载体，已经深入人们的生活之中。航空遥感技术的发展更为人类提供了从遥远太空认识地球。甚至认识宇宙其他星球的途径。一般意

6、义下，数字图像可以看作一个二维样本值序列，，(x，y)，O≤x

7、。图像压缩编码算法的研究起源于传统的数据压缩理论，它的理论基础是香农信息论(C．E．Shannon，1948)。香农信息论的基本思想是从概率统计的观点对信息传输问题进行建模，并给出了对符号序列进行无失真表示和传输所需要的比特率下界。它由信息度量，信源编码，信道编码，率失真理论四部分组成。人们普遍认为，香农信息论与正交变换技术一起奠定了图像编码技术的理论基础，对图像编码有着极其重要的指导意义，它们一方面给出了图像编码的理论极限，另一方面也指明了图像编码实现的技术途径。图像编码技术始终沿着两条线索不断前进，一

8、是对图像信源特性的深入认识，二是对人类视觉系统特性的深入认识。到目前为止，图像编码技术的发展主要经历了三个阶段。早期图像编码技术主要致力于消除图像的统计相关性，如基于香农信息论的熵编码技术，代表方法是Hufhan编码、算术编码、游程编码、字典编码等，后来人们利用图像像素间的相关性，提出以差分脉冲编码调制(DPCM，Di艉rentialPuIseCodeModulation)为代表的预测编码方法，之后研究人员又提出了有失真编码方