基于子带谱间变换的多光谱图像压缩

王 平，陈 欣，粘永健，乔 梁

(1.重庆工程学院软件与计算机学院，重庆 400056； 2.陆军军医大学生物医学工程与影像医学系，重庆 400038)

0 引言

星载多光谱图像庞大的数据量给存储与传输带来了巨大挑战，只有采用高效的数据压缩技术对其进行压缩，才能在现有带宽条件下实现实时传输。无损压缩的压缩比较低，通常在2以内，难以满足实际的压缩需求。有损压缩通过引入一定的信息损失来获得较高的压缩性能，能够满足多光谱图像的数据存储与实时传输需求。此外，卫星上的计算资源和功耗都是极度受限的，这就对压缩算法提出了较高要求，所采用的有损压缩算法不但需要提供理想的压缩性能，而且必须具有较低的计算复杂度。

目前，多光谱图像的有损压缩方法主要包括基于预测的方法和基于变换的方法。由于基于预测的方法难以精确控制压缩码率，CONOSCENTI提出了相应的码率控制方案，并提出了几种熵编码方案用于提高算法的硬件运算效率[1]，然而，基于预测的有损压缩算法普遍存在着误码传递，性能不尽人意。基于变换的方法利用一维和二维变换分别去除谱间与空间相关性，在有损压缩中应用广泛。典型的变换方法包括卡胡南-洛维变换(KLT)、离散余弦变换(DCT)与离散小波变换(DWT)等。TANG利用DWT去除谱间相关性，提出了适用于多光谱图像压缩的三维分层树集合分裂(3D SPIHT)算法[2]，但由于DWT在去除谱间相关性上性能远不如KLT，这使得3D SPIHT算法的性能不尽人意。SHARMA比较了诸多基于三维变换的多光谱图像压缩算法，发现谱间一维KLT变换与空间二维DWT变换可以获得较高的压缩性能[3]。……