多光譜遙感圖像編碼技術研究.pdf

1、衛(wèi)星遙感干涉成像光譜技術是當今可見光和紅外遙感探測技術的前沿技術，它是人們獲取和研究探測目標信息(二維空間信息和一維光譜信息)的重要手段。干涉成像光譜儀把成像技術和光譜技術融為一體，可在空間和光譜兩個方向進行分析。干涉多光譜遙感圖像在航空/航天、地質勘探、環(huán)境檢測、探月工程等許多領域有非常重要的應用，研究該類圖像的信息處理與壓縮編碼技術具有重要的現(xiàn)實意義。 論文首先對國際上最新的靜止圖像壓縮標準JPEG2000的核心算法進行了分

2、析，針對優(yōu)化截取的內嵌碼塊編碼算法中碼率控制部分作了深入研究，提出了降低計算量、存儲量，易于硬件實現(xiàn)的高性能碼率控制算法。在深入分析“大孔徑靜止干涉成像光譜儀”(LASIS)成像原理后，對分布式信源編碼算法和JPEG2000中的率失真優(yōu)化截取內嵌編碼(EBCOT)壓縮算法在該類圖像的有效應用進行了細致的理論分析和算法研究。論文還對干涉光譜圖像和高分辨率遙感圖像的高效壓縮算法及實現(xiàn)進行了探索。本文主要的研究成果可概括如下： 1)提

3、出了一種基于碼塊預測的JPEG2000多圖像片壓縮的碼率預分配算法。對各個圖像片小波變換和量化后編碼碼塊的有效比特平面進行獨立的熵估計，并以圖像片的估計熵總和指導碼率預分配。該算法的存儲器要求較低，硬件實現(xiàn)復雜度較低，熵估計精確，重建效果十分接近全局壓縮的效果。 2)提出了一種基于運動補償和碼率預分配的干涉多光譜圖像壓縮縮算法。算法在小波變換中利用運動補償來減少幀間相關性，然后對GOP中各幅圖像小波變換和量化后碼塊的有效比特平面

4、進行獨立的熵估計，并以得到的圖像估計熵總和來指導整個GOP碼率分配，再用EBCOT編碼每一幅圖像。該算法具有與單幅圖像編碼相當?shù)膹碗s度，恢復圖像的質量明顯好于單幅圖像的編碼系統(tǒng)。 3)提出了一種基于比特平面優(yōu)先掃描和最小斜率丟棄的JPEG2000壓縮率控制算法。對所有編碼通道根據(jù)比特平面優(yōu)先級從高到低依次進行T1編碼，達到目標碼率后對所有碼塊進行率失真最小斜率丟棄算法來完成優(yōu)化截取，從而進一步快速搜索最優(yōu)碼流截取點，有效地降低了

5、T1編碼器的冗余。在保持圖像質量的前提下，該算法有效地減少了EBCOT算法的計算量和內存使用量。 4)提出了一種基于碼率預分配和反饋控制的JPEG2000自適應率控制算法。以碼塊估計熵總和來指導碼塊碼率預分配，然后T2編碼器自適應地對碼塊的編碼深度進行反饋控制，并完成優(yōu)化截取。該算法碼率分配精確，有效地減少了編碼器計算量和存儲量，提高了編碼效率，且易于硬件實現(xiàn)。 5)提出了一種基于分布式信源編碼的干涉多光譜圖像壓縮算法。