基于小波變換的遙感圖像壓縮及其DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著航天遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，新型遙感器分辨率的提高，遙感數(shù)據(jù)量日益龐大，遙感數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸逐步成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)就是解決這個(gè)問(wèn)題的有效途徑。 由于遙感圖像的空間冗余較小，容量大，細(xì)節(jié)豐富，采用傳統(tǒng)的壓縮方法，都存在不同程度的局限性，而小波變換具有良好的時(shí)頻局域性和多分辨率分析能力，是一種很好的圖像壓縮方法，因此本文選用小波變換作為遙感圖像的壓縮方法并采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為算法的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。

2、 首先從遙感圖像壓縮的角度分析Mallat算法與整型提升小波變換之間的優(yōu)缺點(diǎn)。整型提升小波變換是一種不依靠卷積運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法，采用同址運(yùn)算，并且小波系數(shù)是整型的，降低了對(duì)內(nèi)存的需要，減少了算法的復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)證明它的運(yùn)算速度為Mallat算法的兩倍，因此本文采用整型提升小波變換。 然后根據(jù)DSP的并行特性，提出了一種二維整型提升小波的并行體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在研究小波基性質(zhì)的基礎(chǔ)上，選取了適合DSP處理的5/3小波基；采用乒乓緩存策略

3、，使得數(shù)據(jù)的傳輸和小波變換能夠同時(shí)進(jìn)行；用基于行的列變換方法使得列變換只需少量行變換結(jié)果就能進(jìn)行列變換；用移位操作代替乘法操作，大大減少了算法的運(yùn)算量。整個(gè)結(jié)構(gòu)采用流水線設(shè)計(jì)，提高了硬件資源的利用率和降低了算法的中間存儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)小波變換。 最后在分析SPIHT(SetPartitioningInHierarchicalTrees)算法和相關(guān)算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)SPIHT在編碼過(guò)程中，消耗大量?jī)?nèi)存及存在多次重復(fù)運(yùn)算

4、的缺點(diǎn)，提出了一種適合DSP處理的低內(nèi)存并行SPIHT算法。該算法采用“改進(jìn)的最大幅值求取方法”、“誤差位數(shù)、絕對(duì)零值和絕對(duì)零集合”、“最大值與零值圖”、“內(nèi)存池”和“單棵零樹(shù)編碼”等多種方法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，大大緩解了對(duì)內(nèi)存的壓力，減少了算法的運(yùn)算量，實(shí)現(xiàn)了遙感圖像的一般實(shí)時(shí)性壓縮要求。 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)確定遙感圖像的壓縮率為4：1，此時(shí)重構(gòu)圖像的峰值信噪比(PSNR)在30dB以上，滿(mǎn)足圖像質(zhì)量要求。512×512的灰度遙感圖像在T