基于提升算法的超谱遥感图像融合分类研究

超谱遥感技术的发展对遥感图像处理算法提出了新的挑战,超谱遥感图像所特有的高光谱维数,使适用于多光谱图像的算法不适合直接用于超谱图像.利用数据融合技术可以将超谱图像从高维降到低维,因而有利于图像的分析和处理.提升算法是构造第2代小波的关键技术,该文研究了其用于超谱遥感图像融合分类的可行性,利用提升算法将第1代小波改造成第2代小波,并对标准的AVIRIS超谱遥感图像实现图像融合,在融合的同时,提取图像的光谱特征用于分类,在相同的实验标准下在像素层和特征层上分别对图像进行了第2代小波融合分类,并用分类精度对实验结果进行了客观的评价.实验结果表明,以提升算法构造的特征层小波融合分类比像素层分类精度提高了7.78%.     

Remote sensing image compression for deep space based on region of interest

A major limitation for deep space communication is the limited bandwidths available. The downlink rate using X-band with an L2 halo orbit is estimated to be of only 5.35 GB/d. However, the Next Generation Space Telescope (NGST) will produce about 600 GB/d. Clearly the volume of data to downlink must be reduced by at least a factor of 100. One of the resolutions is to encode the data using very low bit rate image compression techniques. An very low bit rate image compression method based on region of interest(ROI) has been proposed for deep space image. The conventional image compression algorithms which encode the original data without any data analysis can maintain very good details and haven't high compression rate while the modern image compressions with semantic organization can have high compression rate even to be hundred and can't maintain too much details. The algorithms based on region of interest inheriting from the two previews algorithms have good semantic features and high fidelity, and is     

基于信息融合的超谱图象分类方法研究

针对高数据维给超谱图象有效信息提取和分类造成的困难，引入了自适应子空间分解方法进行数据源的划分，并在此基础上进行了基于信息融合的超谱图象分类研究，在根据超谱数据本身特点获得的子窨上进行信息融合，有利于分类特征的集中和提取，实验结果表明，利用自适应子空间分解方法划分数据源是有效的，基于小波变换的特征层融合和基于意见一致性理论的决策层融合适合超谱图象的分类。     

基于小波阈值的图像压缩

提出了一种基于小波阈值的图像压缩方法,研究了Haar小波在图像压缩中的应用.先对图像进行小波分解、重构,然后与Haar小波相结合,通过设定不同的阈值进行压缩,并将此方法与直接采用Haar小波和Sym5小波的压缩图像进行比较.实验结果表明,本文方法对图像的压缩比及峰值信噪比都有所提高.通过小波工具箱可以实现简单的设定阈值的图像压缩,但是为了达到更好的压缩效果,就需要对压缩方法进行改进.     

基于提升小波构造在图像去噪的应用研究

在图像处理中，基于离散小波变换的提升算法比传统的卷积算法运算简单、实时性好、易于实现，因而被新的图像去噪所采用。小波提升算法是一种新的双正交小波构造方法，通过预测算子，确定高频信息，并初步确定低频信息，然后通过更新算子，对初步确定的低频信息进行修正，从而确定低频信息。笔者以该提升方法为基础，通过对初始D4双正交滤波器组进行提升和对偶提升，来获得不同的提升算子和对偶提升算子，从而构造出具有理想特性的新小波。通过实验数据和分析表明：笔者提出的算法和软阈值法结合比其他小波更能有效地取出图像噪声。     

基于小波变换的数字图像压缩

利用小波图像系数特点,实现高效压缩编码,给出了小波图像系数统计数据实例,然后对基于小波变换的嵌入式图像编码方法中最具代表性的SPIHT编码算法的原理进行了分析,并通过实验对SPIHT算法进行了性能分析及其改进,并给出了实验结果。     

基于提升格式的高光谱遥感图像压缩算法

高光谱遥感的特点是谱分辨力的提高,但其高数据维给图像进一步处理带来了困难,因此有必要对其进行有效压缩处理.该文以提升格式为基础对高光谱图像压缩算法进行了研究,充分考虑了高光谱图像的空间相关性和谱间相关性,采用自适应波段选择的谱间压缩方法,通过自适应选择信息量大并且与其他波段相关性小的波段来降低高光谱数据量,然后采用梅花形网格分解方法构造出第二代小波变换,从而对二维图像进行空间压缩,可实现提升格式的分解和完全重构.实验结果表明,谱间压缩能够保留信息丰富的波段,同时计算复杂度大大降低,以提升格式为基础的第二代小波变换比第一代小波变换取得更好的空间压缩效果.     

基于经验小波的太阳能电池缺陷图像融合

为解决太阳能电池的弱缺陷检测问题,提出一种基于二维张量经验小波的多光谱图像融合算法。使用一组特定波长的光源采集太阳能电池片图像信息,对图像进行顶帽变换抑制背景噪声;使用经验小波变换对预处理图像进行分解,分别对获得的高低频子带图像采用基于极大值的显著性融合规则进行融合,将融合后的高低频子带图像进行小波反变换获得最终的融合图像。在相同的采集条件下获取五类色差电池片图像,进行算法测试试验,并从图像视觉效果和客观评价指标两方面与其他算法分析比较。试验结果表明,此算法不仅具有良好的适应性,而且在保持光谱信息和抑制噪声等方面均取得良好的效果。     

自适应提升小波在干涉高光谱压缩中的应用

为了更好地提高干涉高光谱图像的压缩性能,针对干涉成像光谱仪的成像原理,提出了一种自适应方向预测提升小波变换的方法,在帧序列方向的提升小波变换中,以自适应方向获得最佳预测值,并且改变传统三维提升小波的变换顺序,消除大部分干涉条纹冗余,大量实验证明本文方法得到的高频子带小波系数相对于传统方法在指定码率的情况下重构图像可以获得更高的信噪比,恢复的光谱曲线具有更小的均方误差．     

高光谱亚像元图像仿真与异常检测应用

为满足高光谱异常检测研究所需的大量地物高光谱图像需求,提出利用待观测地物的高光谱特性仿真数据及背景特性数据生成高光谱图像的方法,开展了典型飞机流动与传热模型、红外辐射特性模型、高光谱图像仿真模型研究;以实验测定的飞机反射率为输入开展目标特性计算,结合实际观测的背景起伏图像,在特定遥感器光谱响应特性、遥感器相对定标误差、随机加性噪声等条件下,生成了不同像元丰度、不同信噪比的高光谱图像,并应用经典的RX算法、CEM算法检测了仿真图像的异常像元。研究结果表明:建立的模型可以根据遥感器的性能指标参数、目标丰度要求生成亚像元高光谱仿真图像。图像可以反映目标飞机像元丰度、信噪比对检测结果的影响,通过调节输入参数可以高效建立针对亚像元异常检测的高光谱仿真图像;应用仿真图像进行RX算法检测高光谱仿真图像时,噪声会对检测结果产生较大影响,当信噪比低至10 dB时,RX算法难以检测出丰度0.4以下的异常像元,采用光谱匹配检测的CEM算法可以在较低像元丰度和信噪比下检测异常,提高检测概率。     

一种基于小波包最优基算法的图像压缩方法

小波包是近年来的一个研究热点，在图像处理方面有着很广泛的应用，本文提出了一种基于快速小波包算法的图像压缩方法，在一维情况下，它比传统算法提高2．67倍，在二维情况下，和具体的图像大小有关，但比传统算法还是提高了三至四倍，因此加快了图像压缩的进程，取得了很好的实验效果，将图像在小波包最优基下展开，利用小波包最优基极好的空间，尺度定位性，使得图像的小波包变换系数在小波变换域极可能的集中从而使在不降低压缩信号的视频质量情况下，提高了图像的压缩比。     

基于提升方案的整数小波图像编码

随着互联网的普及和图像应用范围的不断扩大，对图像的编码提出了新的要求，即不仅要求具有高的压缩比，还要求有许多新的功能，如渐进编解码、从有损压缩到无损压缩等。小波编码较好地实现了这一思想，因此奠定了它在图像编码中的地位。提升框架可以实现整数到整数的小波变换，克服了第一代小波变换所带来的缺陷。该文利用第二代小波变换的特性，提出了一种基于整数小波变换的图像压缩方法。首先充分利用小波系数的分布特性，将图像进行整数小波变换，然后对最低频子带采用DPCM预测编码，对其它子带采用零树加熵编码的方法进行编码。实验结果表明，该方法有较好的压缩性能。     

一种基于DFT的数字图像压缩算法

根据图像傅立叶变换域频谱系数特征,提出了一种基于DFT的数字图像压缩算法,并通过仿真实验对图像进行了不同压缩比的压缩。实验结果表明：衡量编码压缩质量的5个参数和评价压缩图像逼真度的参数均达到较好效果,且即使图像压缩比为119．1379时,峰值信噪比仍能达到27．6847。而且从直观上,人眼在一定的视觉误差范围内仍能接受压缩图像,表明提出的基于DFT的图像压缩算法是一种有效的、较好的图像压缩技术。     

一种基于小波系数方向性的矢量分类方法

针对基于小波变换和矢量量化的图像压缩算法,利用小波变换后系数具有明显方向性的特点以及带内小波系数的相关性,提出一种基于小波系数方向性的矢量分类方法,同时采用一种基于小波系数排序截断的阈值选取方法.实验表明该分类方法原理简单易于实现,提高了算法的整体效率,对不同的图像具有分类效果稳定的优点.     

高光谱遥感数据白适应小波滤噪

文章深入分析了高光谱遥感数据中噪声的特点，提出了一种基于平稳小波变换的改进小波滤噪算法。通过对标准图像和PHI高光谱遥感数据实验，证明此方法具有比软阈值方法更好的抑制噪声和保持信号细节的能力，并能良好地拟合高光谱数据中噪声随波长的复杂变化，改善数据处理的效果。     

A Novel Fractal Wavelet Image Compression Approach

By investigating the limitation of existing wavelet tree based image compression methods, we propose a novel wavelet fractal image compression method in this paper. Briefly, the initial errors are appointed given the different levels of importance accorded the frequency sublevel band wavelet coefficients. Higher frequency sublevel bands would lead to larger initial errors. As a result, the sizes of sublevel blocks and super blocks would be changed according to the initial errors. The matching sizes between sublevel blocks and super blocks would be changed according to the permitted errors and compression rates. Systematic analyses are performed and the experimental results demonstrate that the proposed method provides a satisfactory performance with a clearly increasing rate of compression and speed of encoding without reducing SNR and the quality of decoded images. Simulation results show that our method is superior to the traditional wavelet tree based methods of fractal image compression.     

基于FrFT变换和全变分正则化的异常检测算法

针对低秩稀疏表示的高光谱异常检测算法中背景字典易被污染、空间信息利用不足的问题,提出基于分数阶傅里叶变换（FrFT）和全变分正则化约束的高光谱图像异常检测算法. 通过聚类算法,将图像高维数据映射至多个子空间;构造FrFT-RX算子,增大背景和异常的可分性,得到较纯净的背景字典. 为了表示FrFT变换后中间域内背景与异常的空间特征,在低秩稀疏表示模型中引入全变分正则化项约束. 采用交替方向乘子法对模型进行优化求解,得到异常检测的结果. 在3个真实高光谱数据上开展目标检测实验,实验结果表明,与其他5种异常检测算法相比,本文算法具有更高的检测率和较低的虚警率.     

提高航空图像分辨率的小波方法研究

航空图像由于CCD相机距景物较远，所以图像分辨率较低，为了获得较高分辨率的数字图像，传统的方法就是要对原数字图像进行插值放大。本文提出了一种基于二维离散小波的图像放大方法，与传统插值方法相比，此方法既放大了图像提高了分辨率，又保持了原始图像的细节特征。从实验结果看，此方法是一种较好的提高航空图像分辨率的方法。     

融合低秩和形态学的高光谱影像特征提取

高光谱遥感影像具有较高的光谱分辨率,能够精细刻画地物的反射光谱,具有很高的地物分类与识别能力. 但高维波段之间通常具有较高的相关性,冗余度高,为影像处理和分析带来负担. 针对高光谱影像特点的特征提取和选择为有效提取信息提供了保障. 提出一种融合低秩和形态学的特征提取方法(MSEMP),利用低秩来精简高光谱影像中的冗余信息,获取秩最小的光谱紧致表达,并在此基础上利用多形态多尺度结构元素提取形态学剖面,获取影像空间特征. 实验对AVIRIS和ROSIS传感器的两组数据进行测试,通过MSEMP提取特征后进行分类实验,可以获得较高的分类结果,证明了低秩和形态学相结合的特征提取方法的有效性.     

小波分析方法在图像压缩中的应用

本文主要研究了基于小波变换中多分辨分析理论的图像压缩算法,即低频信息保留压缩算法和小波包最佳基算法.用Matlab编程实现,并且对实验结果进行了分析和比较。