适合于高分辨力航测图像压缩的低复杂度算法

李其虎 ，任国强，吴钦章

（1.中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209；2.中国科学院研究生院，北京 100149）

0 引言

随着航天技术的飞速发展，空间飞行器的有效载荷数量、分辨率、采样率等不断增加，目前有限的信道传输和存储能力已经无法适应空间航测、遥感图像的海量数据，成为制约空间航测、遥感分辨力提高的瓶颈。因此必须对高分辨力航测、遥感图像产生的数据进行实时的压缩，以解决数据码率传输、存储和信道带宽之间的矛盾。然而传统的数据压缩方法都存在不同程度上的局限性，如差分脉冲编码调制（DPCM）[1]压缩不高，矢量量化（VQ）方法的计算复杂度随着维数的上升急剧增加，JPEG在压缩比较高时又存在明显的方块效应[2]。在传统傅里叶分析基础上发展起来的基于小波分析理论的多种图像压缩算法以其良好的时频局域性和多分辨率分析能力而广泛应用于航测、遥感等图像压缩领域[3]。

目前，国内外许多学者已经提出了多种结合不同编码措施的小波压缩算法。其中改进和应用较多的有EZW，SPIHT和EBCOT算法[4-6]。传统的EZW和SPIHT在编码时都是采取了链表式结构，存储空间较大，熵编码采用算术编码，计算量较大，不宜与硬件实现。EBCOT是当前流行的JPEG2000的核心编码算法，虽然EBCOT编码会产生较高的压缩比、细致的码流结构和良好的稳健性等诸多优点，但是EBCOT算法是采用比特位平面算术编码，在编码时除对最高比特平面外，每个比特平面都要进行三通道扫描编码。且在编码时要为每个编码码块分配一定的存储空间，在第二级码率截取时，又会丢失掉前一级编码中产生的码率，从而造成了巨大的资源浪费，算法复杂高，硬件实现困难较大。……