基于子帶譜間變換的多光譜圖像壓縮

王 平，陳 欣，粘永健，喬 梁

(1.重慶工程學院軟件與計算機學院，重慶 400056； 2.陸軍軍醫大學生物醫學工程與影像醫學系，重慶 400038)

0 引言

星載多光譜圖像龐大的數據量給存儲與傳輸帶來了巨大挑戰，只有采用高效的數據壓縮技術對其進行壓縮，才能在現有帶寬條件下實現實時傳輸。無損壓縮的壓縮比較低，通常在2以內，難以滿足實際的壓縮需求。有損壓縮通過引入一定的信息損失來獲得較高的壓縮性能，能夠滿足多光譜圖像的數據存儲與實時傳輸需求。此外，衛星上的計算資源和功耗都是極度受限的，這就對壓縮算法提出了較高要求，所采用的有損壓縮算法不但需要提供理想的壓縮性能，而且必須具有較低的計算復雜度。

目前，多光譜圖像的有損壓縮方法主要包括基于預測的方法和基于變換的方法。由于基于預測的方法難以精確控制壓縮碼率，CONOSCENTI提出了相應的碼率控制方案，并提出了幾種熵編碼方案用于提高算法的硬件運算效率[1]，然而，基于預測的有損壓縮算法普遍存在著誤碼傳遞，性能不盡人意。基于變換的方法利用一維和二維變換分別去除譜間與空間相關性，在有損壓縮中應用廣泛。典型的變換方法包括卡胡南-洛維變換(KLT)、離散余弦變換(DCT)與離散小波變換(DWT)等。TANG利用DWT去除譜間相關性，提出了適用于多光譜圖像壓縮的三維分層樹集合分裂(3D SPIHT)算法[2]，但由于DWT在去除譜間相關性上性能遠不如KLT，這使得3D SPIHT算法的性能不盡人意。SHARMA比較了諸多基于三維變換的多光譜圖像壓縮算法，發現譜間一維KLT變換與空間二維DWT變換可以獲得較高的壓縮性能[3]。……