基于小波理论的温室监测图像压缩的研究.pdf

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1、第１期总第２５９期农业科技与装备Ｎｏ．１ＴｏｔａｌＮｏ．２５９２０１６年１月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪａｎ．２０１６基于小波理论的温室监测图像压缩的研究１２２１*吕博阳，朱岩，任晓峰，陈春玲（１．沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳１００８６６；２．辽宁省电力有限公司大连供电公司，辽宁大连１１６５０１）摘要：以沈阳农业大学北山基地１0＃棚的温室现场采集图像为原始图像，利用小波理论将温室图像进行压缩仿真试验，通过对分解后的图像进行重构，直接观察温室图像的压缩效果。

2、分析压缩处理数据的峰值信噪比和误差值可知，将小波理论应有于温室图像的压缩处理，具有良好的实用性和可行性。关键词：小波变换；温室监控；图像压缩；仿真试验中图分类号：Ｓ１2６文献标识码：A文章编号：１６７４－１１６１（20１６）0１－00４４－02在信息时代，图像传输远远超过了信息交换网络压缩的最优小波基，见表１。的信息承载能力。图像压缩设计为图像信息的采集和表１２种小波基的图像数据对比传输奠定了基础，不仅可以缓解图像采集的压力，还Tａｂle１Ｉｍａｇedａｔａｃoｍpａｒiｓoｎoｆ２ｋiｎdｓｗａｖeleｔｂａｓiｓ可确

3、保图像第一时间传输。图像传输时大多利用小波技术进行压缩，使小波理论在科研和工程应用中备受小波基原始图像数据／kb重构图像数据／kb压缩比／％关注，并引起广泛讨论。Db４１９６６0８１３５2７８１.４５20世纪８0年代以来，小波变换被广泛应用于图Db１0１９６６0８１１５６５１１.７0像压缩领域。李志农等提出经验小波变换，该方法继承了EMD和小波分析方法的优点，通过提取频域极由表１可直接看出，采集的标准图像数据量大，大值点自适应地分割傅里叶频谱，从而分离不同的模经小波分解和重构后图像数据量明显降低。根据其压态，然后在频域自

4、适应地构造带通滤波器组，构造正缩比选择最优小波基时，对于同一原始标准图像进行交小波函数，进而提取具有紧支撑傅立叶频谱的调压缩处理后，db１0小波基的压缩比明显高于db４小幅－调频成分。徐小军等为抑制小波变换图像融合方波基，且db１0小波基的重构图像数据明显低于db４法在下采样过程产生的伪吉普斯效应，解决非下采样小波基的重构图像数据，见表2。图像融合方法融合时间长的问题，提出了基于下采样的分数阶小波变换（ＦRWT）融合方法。表２两种小波基的峰值信噪比和相对误差值本研究提出基于小波理论的温室环境监测系统Tａｂle２Ｐeａｋｓ

5、iｇｎａlｔoｎoiｓeｒａｔioａｎdｒelａｔiｖedeｖiａｔioｎoｆ图像压缩方法，通过对比分析多贝西小波基中的db４２ｋiｎdｓｗａｖeleｔｂａｓiｓ小波基和db１0小波基，选择适合温室图像压缩处理小波基峰值信噪比／db相对误差值（像素点）的最优小波基。通过对沈阳农业大学北山基地１0＃Db４2４５.９５６５７.８0１７e－0.８棚的温室环境监测系统现场采集的图像进行算例分－0.８Db１02５４.６５７2３.１６0５e析，最终实现温室图像的压缩处理。１可行性分析从表2可直观看出，db１0小波基的峰值信噪比目前，

6、多贝西（DaubechiesWavelet）小波在图像明显高于db４小波基的峰值信噪比，db１0小波基的压缩处理技术中的应用范围比较广泛，故对多贝西小相对误差值明显低于db４小波基的相对误差值。峰值波基中的db４小波基和db１0小波基进行比较，对这信噪比是指噪声比例到达最大时的信号强度，是信号两种小波波形与被分析对象进行匹配，选择适合图像能够发生的最大功率与损坏效应的噪声功率之比，因此数据丢失的程度随着该比值的升高而降低。收稿日期：20１５－１2－0３综上所述，在本仿真实验研究的db４小波基和基金项目：辽宁省教育厅一般项

7、目“基于无线传感器网络的日db１0小波基中，db１0小波基比db４小波基更适合应用于图像压缩处理技术。因此，将db１0小波基运用于光温室多传感器融合智能环境调控策略研究”（Ｌ２０１４２４９）；北温室环境监测系统现场采集的图像压缩中以实现图京农业信息技术研究中心开放性课题项目“基于物联网的日像的压缩处理，可以解决温室大图像的压缩问题。光温室果菜生长环境远程监测与调控系统”（２０１３）２试验仿真与分析作者简介：吕博阳（１９９０—），女，硕士，从事温室监控技术研采用沈阳农业大学北山基地１0＃棚的温室监测究。图像进行重构试验，仿

8、真和分析db１0小波基的图像通信作者：陈春玲（１９７１—），女，博士，副教授，从事日光温室压缩效果。经过压缩后获得需要的压缩比、误差等性监控技术研究。能指标。图１为温室监控现场采集图像的原始图像和２０１６年第１期吕博阳等：基于小波理论的温室监测图像压缩的研究４５压缩重构图像。a.三层分解低频分量b.三层分解高频分量原