基于小波变换的遥感图象编码研究

摘要 本文根据遥感图象的特点，采用了小波变换结合压缩效果较好的嵌入式编码算法SPIHT对遥感图象进行压缩。实验仿真结果表明，该算法较传统的压缩算法在峰值信噪比和重构图象质量上都有较大的提高。

关键词 小波变换；多级树集合分裂算法；遥感图象压缩；

中图分类号TP751 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）35-0195-01

AbstractThis article has study on remote sensingimages ，SPIHT， Embedded coding of remote sensing image， was used. Simulation results show that the algorithm has greatly improved than the traditional one in the sense ofnoise ratio and quality of reconstructed image and as a result is an effective .

Keywords wavelet transform; SPIHT;Remote sensing image compressing;

0 引言

近些年，遥感技术在不断的发展，对于遥感图象的压缩效果的要求也逐渐提高，但是由于遥感图象分辨率高、相关性弱、纹理丰富复杂、信息量大、码速率高 ，为了达到较好的压缩比和失真度并满足数据传输与存储的需要，产生了多种压缩方法，但是各种方法都各有利弊，都不能真正地达到对压缩效果的要求，自此，小波变换应运而生。

本文在分析了小波变换的特点的基础上，充分发挥小波变换的潜能，并结合SPIHT算法对分辨力人群、候机楼等多幅遥感图象进行压缩。

1 小波变换

与以往的压缩算法编码过程相比，基于小波变换[1，2]的编码过程如图1所示。

2 压缩编码

目前，常见的小波变换系数量化方式最为突出的是嵌人编码方法，包括 EZW[4]（Embedded Zero-tree Wavelets）算法、SPIHT[3，5]（Set Partitioning In Hierarchical Trees）算法、EBCOT[6]（Embedded Block Coding with Optimization Truncation）算法。其中，EZW算法和SPIHT算法都是基于空间小波方向树的，本文采用SPIHT算法。

Said和Pearlman于1996年提出了著名的多级树集合分裂算法（SPIHT），该算法通过一系列的集合分裂来实现对小波系数类型的分类，另外还引入链表来记录前面搜索获得的系数和集合的信息。SPIHT算法的核心也是基于低频子带的系数相对于某一阈值是次要的，则高频子带系数相对于这一阈值在很大概率上也是次要的这个假设，所以SPIHT是EZW的一种改进。SPIHT方法的基本要素包括：1）依据系数幅值对不重要系数集合进行分裂的分类算法；2）位平面的渐进有序发送；3）利用频带间的自相似性构造零树。

在SPIHT算法中，总共需要定义3种链表：非重要集合链表（LIS）、重要像素链表（LSP）、次要像素链表（LIP），算法相对于每一个阈值都需要分两步：扫描过程和细化过程。

3 实验结果与分析

实验对分辨力人群的遥感图象，大小为256×256。对测试图像，首先采用3级小波分解，再分别用EZW算法和SPIHT算法进行仿真实验，实验数据如表1所示。

从表1可以看出，无论bpp在多大的情况下，SPIHT算法与EZW算法相比较，峰值信噪比（PSNR）都有得很大提高，最多可提高7.48，平均提高6.57，编码时间和解码时间也都提高7倍左右。

4 结论

本文采用小波变换与SPIHT算法相结合，对遥感图象进行压缩，并进行了仿真实验，实验证明，此方法相对于传统的小波压缩算法有较高的PSNR值，压缩和解压的时间都有所提高，而其重构图像的人眼视觉质量较好。

参考文献

[1]杨建国.小波分析及其工程应用[M].机械工业出版社，2005：6-33.

[2]Rafael C.Gonzalez，Richard E.Woods.阮秋琦，阮宇智.数字图像处理[M].电子工业出版社，2003：327-334.

[3]柯丽.基于小波变换的空间遥感图像实时压缩方法研究[D].中国科学院博士论文.

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[5]A.SaidW，A.Pearlman.A New Fast and Efficient Image Codec Based on Set Partitioning in.Hierarchical Trees.IEEE Trans on.Circuits and System For Video Technology，1996，6(3)：243-248.

[6]D.Taubman，E.Ordentlin. Embedded Block Coding in JPEG2000.Image Communication.2002，17(1)：49-72.

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