基于多小波的遙感圖像壓縮研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的快速發(fā)展及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中扮演的角色越來越重要。遙感圖像的分辨率越來越高,數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)遞增,給其自身的存儲(chǔ)、傳輸和分析帶來了巨大的壓力,已成為阻礙遙感數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用的“瓶頸”。因此,有效的圖像壓縮就顯得特別重要。由于小波變換的多分辨率分析特性與人類視覺系統(tǒng)非常相近,小波技術(shù)作為一種近年發(fā)展起來的信號(hào)處理工具在圖像壓縮方面有著很好的應(yīng)用。但是同時(shí)具有緊支性、正交對(duì)稱單小波是不存在的,將生成小波的一個(gè)尺度函數(shù)換作多

2、個(gè)尺度函數(shù),就產(chǎn)生了多小波的概念。與單小波相比較,多小波同時(shí)具備諸如緊支性,正交性,對(duì)稱性等諸多在信號(hào)處理中非常重要的良好性質(zhì),這決定了多小波是一種優(yōu)于單小波的信號(hào)處理重要工具。
　　 本文首先從小波的基本理論出發(fā),深入探討了多小波的多分辨分析及其分解與重構(gòu)算法,即多小波的Mallat算法。著重介紹了幾種常用的多小波以及它們的濾波方法,包括GHM、CL、SA4多小波,并分析了多小波的各種性質(zhì)對(duì)圖像壓縮結(jié)果的影響。根據(jù)遙感圖像分辨

3、率高、相關(guān)性弱、冗余度小、紋理多的特點(diǎn),對(duì)遙感圖像進(jìn)行分析,對(duì)圖像多小波變換后能量分布的特點(diǎn)進(jìn)行了探討,為變換后的遙感圖像分別進(jìn)行不同策略的量化和編碼奠定了基礎(chǔ)。研究了兩種基于小波變換的遙感圖像壓縮編碼算法:嵌入式零樹編碼(EZW)和分層樹集合分割排序算法(SPIHT),詳細(xì)分析了這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了無(wú)損壓縮和有損壓縮相結(jié)合的方法,即高頻子帶采用嵌入式零樹編碼(EZW)方法進(jìn)行壓縮,低頻子帶采用DPCM(差分脈沖調(diào)制)的方法進(jìn)行無(wú)

4、損壓縮。在分析了單小波零樹圖像編碼方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合多小波自身的特點(diǎn),利用多小波變換后各個(gè)子塊之間的相關(guān)性,把圖像的多小波分解看成是矢量四叉樹結(jié)構(gòu),通過對(duì)多小波系數(shù)重排來保持小波系數(shù)的零樹特征,對(duì)零樹編碼方案進(jìn)行改進(jìn),并應(yīng)用于多小波變換的遙感圖像壓縮。最后,結(jié)合圖像壓縮的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)峰值信噪比(PSNR),選取GHM和SA4多小波,D4單小波以及9／7雙正交小波對(duì)大量遙感圖像進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)并對(duì)比壓縮結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多小波在遙感圖像壓縮