分组Karhun-Loeve变换/整数小波变换高光谱影像准无损压缩新方法

提出了分组Karhunen-Leove变换(KLT)和整数小波变换(IWT)的高光谱图像数据压缩方法,并采用整数小波变换技术和Set Partitioning in Hierarchical Trees(SPIHT)压缩编码,实现了对分组Karhun-Loeve变换后的数据压缩。该压缩编码方法与现有压缩方法相比,既保留了Karhun-Loeve变换压缩性能和整数小波变换高压缩比的特点,也宜于实时传输。实验结果表明,分组Karhun-Loeve变换/整数小波变换/SPIHT在相同压缩比下,峰值信噪比比Karhun-Loeve变换/小波变换/WSFCVQ、Karhun-Loeve变换/小波变换/改进的对块零树编码压缩和Karhun-Loeve变换/WT/FSVQ分别提高了6 dB,9 dB和8 dB,运算时间减少一半,整体压缩性能有了较大的提高。     

实时数字图像无损压缩的研究

针对实时数字图像的无损压缩方法进行了分析,采用三级5-3整数提升小波变换,小波变换的高频和低频系数分别采用不同的编码方法。进行了基于DSP和FPGA的压缩系统结构设计,提出了软、硬件并行的方法。进行三级小波变换时,硬件结构能够实现在对当前级小波变换的同时进行前一级小波变换的高频系数编码,提高了压缩系统的实时性。并对压缩系统的关键技术进行了研究。可以对80MB/s的数字图像进行无损压缩,压缩比可以达到1.68~1.8左右。     

基于特征点的整数小波目标跟踪方法的研究

基于提升方法的整数小波变换的诸多优点,以Harr整数小波变换为例,提出了动态目标跟踪算法。对标准图像进行整数Harr小波变换,并将提升项取整,对提升项的参数用一定数量训练图像进行学习。选取在训练参数平方和为最小意义上的、使整数小波变换后的图像高频部分具有较大值的点作为特征点。对包含有目标的参考图像进行整数小波变换,选择高频分量具有较大值的点,利用训练过的提升项参数使目标和基准图像配准。由于算法采用整数小波变换,使提取具有较好的鲁棒性,从而实现目标发生旋转、平移及尺度变化等的跟踪过程。仿真实验表明,该方法能对动态运动目标进行跟踪。     

整数小波的有损与无损图像压缩

提出了基于整数小波变换的有损与无损图像编码方案。有损编码采用无链表的SPIHT零树编码算法,它不同于SPIHT和LZC算法的零树分割策略和状态比特表结构。该算法所需的存储空间小,有损压缩性能高,易于硬件的实现。无损编码根据不同子带小波系数的分布特性,采用带间预测编码,不同方向的子带采用不同的预测方式,预测误差采用霍夫曼编码。测试结果证明,基于整数小波的无链表有损压缩方案不仅优于LZC,接近于SPIHT,而且易于硬件的实现。     

一种多光谱与高分辨率全色图像融合新算法

提出了一种新的基于小波变换的多光谱与高分辨率图像融合方法.该方法通过强度因子有效地将高分辨率图像经小波分解的低频分量信息融合到多光谱图像经小波分解的低频分量中去,使得经过小波反变换的融合图像较大程度地保留了多光谱图像的光谱信息和高分辨率图像的空间分辨率.给出了该方法的融合结果,并与小波变换法(WT方法)进行了比较,证明了该图像融合方法的正确和有效性.     

基于整数递推GCV的遥感图像去噪算法

本文提出了一种整数递推广义交叉校验算法.在对遥感图像做小波变换后,统计子带中小波系数的幅值分布,进行同值小波系数合并运算,然后通过整数优化递推加速广义交叉校验计算过程,减少相邻阈值下广义交叉校验函数的冗余计算.在对多幅遥感图像仿真实验中,当噪音标准差为10～30时,整数递推-广义交叉校验算法耗时仅为广义交叉校验算法的2%至0.5%,且保证了去噪效果一致,能有效提高图像PSNR0.66 dB至6.03 dB.此外,广义交叉校验算法耗时随噪音增大及遥感图像尺寸增长而迅速升高,整数递推-广义交叉校验算法耗时则相对平稳.     

一种彩色图像的小波域预测编码方法

彩色图像存在空间相关性和帧间相关性,如何有效的去除这两种相关性是提高彩色图像压缩比的关键。提出一种小波变换域的自适应预测无损压缩方法,分为三个步骤:首先对彩色图像各个分量进行可逆整数小波变换减小空间相关性,然后利用联想记忆神经网络对小波系数图像分别进行空间预测和帧间预测,进一步去除空间和帧间相关性,最后对预测残差进行算术编码。实验证明该算法是可行的和有效的,对测试图像的压缩效果优于JPEG LS标准。     

基于提升方案的多光谱遥感图像有损压缩算法

在分析多光谱遥感图像谱间和空间数据特点的基础上,提出了一种DPCM线性预测与基于提升方案的整数小波变换相结合的多光谱遥感图像有损压缩算法。在谱间采用DPCM预测去除谱间相关性;在谱内采用整数小波变换去除空间相关性,根据不同子带对目标识别的重要程度,选择不同的量化阈值和量化步长进行量化,并分别对各个子带量化后的数据和重要图表采用固定比特平面编码和游程编码,实现高效的多光谱遥感图像压缩。实验结果表明,该算法在一定的压缩比下,重构图像具有较高的峰值信噪比,并且算法硬件实现简单,对内存的需求低。     

基于提升方案的CDF(1,5)整-整可逆双正交小波变换在渐进性无损图像压缩中的应用

讨论了基于双正交小波变换提升方案在图像压缩中的应用 ,研究了CDF( 1,3) ,CDF( 1,5 )双正交小波消失矩对图像压缩的影响。实验结果表明 ,在图像压缩中应尽可能选取具有较高消失矩的双正交小波 ,用CDF( 1,5 )双正交小波提升方案实现了基于整数运算的整 整可逆双正交小波变换 ,以及快速的、渐进性的直至无损图像压缩     

基于谱间DPCM和整数小波变换的超光谱图像无损压缩

分析了干涉成像光谱仪所获取图像的谱间和空间相关性,提出了一种混合无损压缩方案.首先进行谱间DPCM预测,再对残差图像采用整数小波变换,最后对小波系数进行二值自适应算术编码.实验结果表明,该算法可实现无损压缩,压缩比平均可达2.018,较二维整数小波变换算法提高40.3%.并且算法复杂度较低,只有加减和移位运算,易于硬件实现.     

SFCVQ and EZW coding method based on Karhunen-Loeve transformation and integer wavelet transformation

A new hyperspectral image compression method of spectral feature classification vector quantization (SFCVQ) and embedded zero-tree of wavelet (EZW) based on Karhunen-Loeve transformation (KLT) and integer wavelet transformation is represented. In comparison with the other methods, this method not only keeps the characteristics of high compression ratio and easy real-time transmission, but also has the advantage of high computation speed. After lifting based integer wavelet and SFCVQ coding are introduced, a system of nearly lossless compression of hyperspectral images is designed. KLT is used to remove the correlation of spectral redundancy as one-dimensional (1D) linear transform, and SFCVQ coding is applied to enhance compression ratio. The two-dimensional (2D) integer wavelet transformation is adopted for the decorrelation of 2D spatial redundancy. EZW coding method is applied to compress data in wavelet domain. Experimental results show that in comparison with the method of wavelet SFCVQ (WSFCVQ),the method of improved BiBlock zero tree coding (IBBZTC) and the method of feature spectral vector quantization (FSVQ), the peak signal-to-noise ratio (PSNR) of this method can enhance over 9 dB, and the total compression performance is improved greatly.     

An Improved 3D SPIHT Coding for Hyperspectral Imagery Data Compression

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｅｎｃｏｄｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｄａｔａ .Ａｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｇｏａｌｏｆｄａｔａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｂｉｔｒａｔｅｆｏｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｒｓｔｏｒａｇｅｗｈｉｌｅｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇａｎａｃｃｅｐｔａｂｌｅｆｉｄｅｌｉｔｙｏｒｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｖｏｌｕｍｅｏｆ 3Ｄｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｉｍａｇｅｒｙｄａｔａｎｅｅｄｓｕｃｈｐ…     

An Improved 3D SPIHT Coding for Hyperspectral Imagery Data Compression

In this paper, an improved 3D SPIHT compression coding method, naming 3D BCSPIHT, based on wavelet zero tree compression coding (EZW), is used to exploit redundancy in 3D hyperspectral imagery data. The experimental results show that this method can obtain the compression ratio 200 for 224 spectral band data without any K-L transformation (KLT) to remove the spectral correlation, and the total compression performance of this method is better than the method of KLT and other two dimensional transformation (such as 2D DCT and 2DWT) to remove the spectral correlation and spatial redundancy. To compare with the total compression ratio of KLT+JPEG method and KLT+BBZTC method, this method reaches 200 folds at the average PSNR of 32.531 dB. This method enhances 2～5 dB in PSNR at same compression ratio to KLT+BBZTC method, and the average compression rate improves above 15 fold.     

A Biblock Wavelet Zero Tree Coding for Hyperspectral Imagery Data Compression

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｉｇｉｔｉｚｅｄｉｍａｇｅｓｎｅｅｄｓｔｏｒｉｎｇ ,ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ,ａｎｄｄａｔａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｕｓｕａｌｌｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ,ｏｂｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｂｉｔｒａｔｅａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇａｎａｃｃｅｐｔａｂｌｅｆｉｄｅｌｉｔｙｏｒｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙ .Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｔｈｅｄａｔａ,ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇｉｔｏｎａｂａｓｉｓｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎｓ…     

A Biblock Wavelet Zero Tree Coding for Hyperspectral Imagery Data Compression

In this paper, a biblock zero tree compression coding (BBZTC) method, based on wavelet zero tree compression coding (ZTC), is used to exploit redundancy in hyperspectral imagery data. Because of ZTC scanning every wavelet zero tree coefficients with low efficiency, BBZTC method outperforms ZTC in the aspects of high compression ratio, simple real-time implementing, and higher coding/decoding speed, and convenient real-time transmission. The experimental results show that this method can obtain the compression ratio 17～40 times of 224 spectral bands to remove the spectral correlation without any coding by using KLT, and the total compression performance of KLT+BBZTC method is better than the method of KLT and other one dimensional transformation (such as DCT) to remove the spectral correlation. To compare with the total compression ratio of KLT+JPEG method and SFCVQ method, this method reaches 180 at the PSNR of 33.6 db. This method is superior to the present any other method at compression rate.     

基于直方图变换的多光谱图像3D SPIHT压缩编码算法

提出了新的多光谱图像压缩方案,直方图变换的三维分层树的集划分(3D SPIHT)压缩编码算法。基于多光谱图像的成像特点,在去相关之前,提出一种可逆的直方图变换方法对多光谱各波段图像灰度值进行调整,来提高各波段间的相关性,然后再对变换后的图像利用K_L和二维小波变换去除谱间冗余和空间冗余。小波编码采用两种编码方案:3D_SPIHT以及对它进行改进后的三维位平面的SPIHT算法,并对两者进行了比较。实验表明,采用直方图变换的这两种方法都获得了良好的效果,比没变换前有更好的图像质量和压缩性能。     

基于谱间和帧内差分脉冲编码调制的超光谱图像无损压缩

以超光谱遥感图像为研究对象,分析了干涉成像光谱仪获取图像的谱间和空间相关性,提出一种三维差分脉冲编码调制（ DPCM）无损压缩方案。首先进行了谱间DPCM预测;然后,对残差图像进行帧内DPCM预测;最后,对差分码流进行二值自适应算术编码。实验表明,该算法可实现无损压缩,压缩比平均可达1.662,较二维整数小波变换算法提高了15.6％,且算法复杂度较低,仅有加减和移位运算,易于硬件实现。     

Multispectral image compression using three-dimensional transform zeroblock coding

This paper proposes a new multispectral image data compression algorithm (KLT/WT-3DEZB). The proposed coding strategy consists of three main steps. Firstly, a wavelet transform (WT) is applied to reduce the spatial redundancies. Then, a Karhunen-Loeve transform (KLT) is used to reduce the redundancies in the spectral domain. Finally, a modified SPECK algorithm-three-dimensional embedded zeroblock (3DEZB) algorithm is proposed and used to encode the transformed coefficients. Numerical experiments show that the reconstructed images using the proposed algorithm exhibite a better quality and a higher compression ratio than those obtained by traditional KLT/WT-3DSPIHT, 3DSPIHT, and 3DSPECK algorithms.