大压缩比嵌入式遥感图像压缩

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第4期字航学报Vo1．23No．42002年7月JournalofAstronauticsJuly2002大压缩比嵌入式遥感图像压缩李峰，黄普明，张伟(西安空问无线电技术研究所，西安710000)摘要：本文提出一种基于小波变换和矢量量化相结合的遥感图像压缩算法。该算法由于采用嵌入式的比特流构造方式，因而具有嵌入式编码(EmbeddedCoding)的特点，比特流按照重要性顺序发送，编码器可以在满足一定压缩比的情况下终止编码。在大压缩比的情况下，恢复图像具有良好的

2、视觉效果；同时它具有比SPIHTLl算法优良的抗误码性能。关键词：树型矢量量化；小波变换；嵌入式编码中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1000—1328(2002)04—0015-05换和矢量量化相结合的编码方案——嵌入式遥感图0引言像压缩编码方案，该算法提供连续可变压缩比的数随着卫星遥感技术的发展，高分辨率卫星遥感据压缩，在低比特率的情况下，恢复图像具有良好的图像越来越多地应用于国民经济和国防的各个领视觉效果；由于采用嵌入式的比特流构造方式，接收域。世界各国都在争先研制高分辨率卫星以用于民端可以在任意比

3、特停止接收并恢复，从而精确地控用和军用。然而，由于图像数据传输往往受到数传带制压缩比率；同时它有优良的抗误码性能，完全采用宽和星上功率的限制，高分辨率图像产生的大量数基于整数的运算，因而易于硬件实现、适合星上应据必须经过压缩才能适应图像传输和存储的需求。用。图像压缩技术，就是在保持被编码图像一定质量的1矢量量化前提下，以尽可能少的码字来表示图像，以便节省信道和存储器容量。矢量量化是先将L个(L≥2)抽样值形成维卫星遥感图像的特点是分辨率高、信息量大、码空间R中的一个矢量，然后将此矢量一次进行量速率高。为适应传输和存储

4、的需要，对压缩技术的要化。从理论上讲，正如仙农的率——失真理论指出：求除压缩比和失真度外，不同于其它领域的要求是当编码长度L一。。时，速率与失真的关系可以达到硬件实时性能要好，可靠性要高，体积、功耗要低，重率——失真界。一般地说，L愈大，此关系离率——量要小。因此，在满足压缩比和失真度的前提下充分失真界愈近。因此，矢量量化只不过是率——失真理考虑硬件高速实时实现，算法应是成熟的和相对简论的一种具体实现途径。它的关键技术包括：单的。1．1码书形成-3嵌入式编码是目前数据压缩发展的趋势，它可码书形成一般有两种方式，一种是

5、通过已知信以精确地控制压缩比，随着比特流的传送，细节逐渐源概率分布的LBG算法；另一种码书形成是通过利浮现；意外造成的比特流截断或丢失不会影响接收用训练序列的算法。利用训练序列是矢量量化技术端恢复原图的框架。具有代表性的嵌入式编码是目中最常用的方法，一方面避免了预先测定联合概率前比较流行的EZW算法啪和SPIHT算法。然而这密度函数的困难，另一方面也简化了确定编码所需两种算法硬件实现的复杂度都很高，同时它们在抗的码书和胞腔集的计算。误码方面有很大的缺陷，一旦判别比特出现错误，经1．2失真测度常导致整幅图像的丢失。在编

6、码器求各胞腔的计算中，需引入失真测度本文就是在这种情况下提出了一种基于小波变的概念。失真测度选用得合适与否，直接影响系统的收稿日期：2001—1卜O5，修回日期：2002—03—29。维普资讯http://www.cqvip.com16宇航学报第23卷设计性能。常用的失真测度有如下几种：平方失真测压缩比，又只能选取大维数的矢量，这是一对不可调度，绝对误差失真测度，加权平方失真测度等。本文和的矛盾。小波理论的诞生与发展无疑为解决这对采用的失真测度是平方失真测度，因为它易于处理矛盾提供了有力的理论支持与技术保证。和计算，

7、并且在主观评价上有意义，即小的失真值对2小波变换应好的主观评价质量。1．3快速搜索问题小波变换在图像压缩领域有着重要的地位。小建立码书之后，就可以进行矢量量化。编码过程波变换可以被看作是Fourier变换的发展，即它是也就是搜索最近码字的问题。当信源输入一个矢量空间(时间)和频率的局部变换。与Fourier变换一x，先在码书中找一个与矢量x最近的码字y，就样，小波变换的基本思想是将信号展开成一族基函可把编号i用二进制码传送出去。设码书中有Ⅳ个数之加权和，即用一族函数来表示或逼近信号或咖Y函Y啪Y码字，则找到最近的码字

8、的时间复杂度为T一Ⅳ，数。这一族函数是通过基本函数的平移和伸缩构成可见其计算量是相当大，从而有必要引入快速搜索的。小波变换用于图像编码的基本思想就是把图像算法。常见的快速搜索算法有：投影法、超立方体法、进行多分辨率分解，分解成不同空间、不同频率的子树型搜索法。这里采用树型搜索法，主要是考虑结合图像，然后再对子图像进行系数编码。系数编码是小波变换