基于3D SPIHT的高光谱图像压缩技术研究

高光谱图像作为一种三维图像,其海量数据给存储和传输带来了极大的困难,必须对其进行有效压缩。本文将三维多级树集合分裂（3D SPIHT）算法应用于高光谱图像的压缩。首先根据高光谱图像的特点进行波段分组以得到处理单元,对各组分别进行三维小波变换,去除谱间和谱内冗余,利用3D SPIHT算法对变换后小波系数进行编码,去除系数之间的冗余。通过采用整数小波和浮点小波分别进行无损和有损压缩仿真,实验结果表明,3D SPIHT算法有损压缩较好,且算法具有嵌入式、可伸缩性等优点,但无损压缩性能要逊于基于预测的方法。     

基于3D SPIHT的高光谱图像压缩技术

将三维多级树集合分裂(3D SPIHT)算法用于高光谱图像的压缩。根据高光谱图像的特点进行波段分组以得到处理单元,对各组分别进行三维小波变换,去除谱间和谱内冗余;利用3D SPIHT算法对变换后小波系数进行编码,去除系数之间的冗余。采用整数小波和浮点小波分别进行无损和有损压缩仿真,AVIRIS和OMIS实验结果表明,在bit/pixel为1的条件下,平均PSNR比准三维方法分别高0.91 dB和1.38 dB,且算法具有嵌入式、可伸缩性等优点,但无损压缩的平均bit/pixel比基于预测的方法高0.308和0.159。3D SPIHT算法用于高光谱图像压缩可以获得较好的有损性能,但无损压缩性能逊于基于预测的方法。     

基于改进的正交FRIT的分层图像编码算法

针对直线边缘较丰富的图像,结合小波变换和脊波变换的分析优势,提出了一种新的分层图像编码算法.本算法首先对原图像进行一级小波变换,取出低频子带LL1进行小波零树编码,从而编码图像的平滑层;然后根据残差边缘层有限Radon变换系数的特征,提出了一种改进的正交有限脊波变换,用以对残差边缘层进行更有效的稀疏表示,并根据变换系数的特点,改进零树编码算法SPIHT,实现了变换系数的渐进编码.实验结果表明,本算法在码率较低的情况下具有优于小波零树编码算法的压缩性能,并且能够更清晰地重建原图像中的直线边缘.     

基于视觉特性的小波零树图像编码压缩

视觉特性的小波零树编码,是将小波图像系数进行视觉加权,对高频和低频子带并分别编码,实验结果表明,该方法在保证恢复图像具有良好的视效果前提下,进一步提高了压缩比。     

基于Le Gall 5/3小波的图像无损压缩算法研究

对一种无损压缩算法进行了研究,该算法采用整数小波对图像数据进行变换,对小波子带数据进行多级树集合分裂排序(set partitioning in hierarchical trees,SPIHT)编码,实现图像的无损压缩。探讨了图像无损压缩的极限问题,并对图像信息熵进行了估算。采用六幅标准灰度图像对该算法的压缩效果和时间消耗进行测试,结果证明,该算法运算速度快,并能获得较高的压缩比具有一定的实用价值。     

适于硬件实现的低复杂度图像压缩

对于高速图像压缩应用,普通压缩算法和基于DSP或PC机的实现已不能满足高速和小体积的要求。能否获得一种专为硬件实现设计,并具有较高性能的图像压缩算法,成为用VLSI或FPGA硬件实现高速图像压缩的关键。为此,本文提出一种基于5/3小波变换的低复杂度图像压缩算法。该算法首先采用3级二维小波变换去除图像相关冗余,并根据小波子带的变换增益对其进行最佳量化,再对量化后的LL子带进行二维预测,最后针对小波系数概率分布特点采用自适应零游程编码联合指数哥伦布编码实现图像压缩。该方法在保证较高压缩质量的同时,具有低复杂度和硬件易实现的特点,若通过FPGA最快可实现高达175Mpixel/s的超高速图像压缩。     

基于小波提升和纠错编码的数字水印算法

整数小波变换正得到学术界的广泛研究和运用,尤其是在JPEG2000图像压缩标准中被推荐使用.鉴于整数小波变换的独特优势和应用前景,本文提出一种基于小波提升和纠错编码的数字水印算法.使用小波提升技术进行小波变换,在原始图像的小波变换域低频子带中嵌入二值图像水印和混沌序列,并在嵌入和检测过程中引入纠错编码技术.实验证明,本水印算法对常见的图像处理操作具有具有较强的鲁棒性.     

基于小波提升和纠错编码的数字水印算法

整数小波变换正得到学术界的广泛研究和运用,尤其是在JPEG2000图像压缩标准中被推荐使用。鉴于整数小波变换的独特优势和应用前景,本文提出一种基于小波提升和纠错编码的数字水印算法。使用小波提升技术进行小波变换,在原始图像的小波变换域低频子带中嵌入二值图像水印和混沌序列,并在嵌入和检测过程中引入纠错编码技术。实验证明,本水印算法对常见的图像处理操作具有具有较强的鲁棒性。     

应用第二代Curvelet变换的遥感图像融合

提出了一种基于第二代Curvelet变换遥感图像融合算法。将具有高空间分辨力的Pan图像与Ms图像的待融合波段图像进行直方图匹配,并对直方图匹配后的Pan图像与待融合波段Ms图像分别进行Curvelet变换分解,得到各自的低频子带系数和各带通方向子带系数;采用一定的融合规则对Curvelet变换系数进行组合得到融合图像的Curvelet系数;最后对组合后的系数进行Curvelet重构得到该波段具有高空间分辨力的Ms图像。对IKONOS卫星遥感图像的仿真实验结果表明:与传统的基于亮度-色调-饱和度彩色空间变换融合算法相比,该算法使融合后的Ms图像整体光谱保持度提高了10.54％,而与传统的基于小波变换的图像融算法相比,其空间质量提高了0.81%~1.12%, 有效解决了基于亮度-色调-饱和度彩色空间变换融合算法中光谱失真严重和基于小波变换图像融合算法中空间质量较低的缺点,使得融合后的Ms图像在最大可能地保持原始Ms图像光谱特性的同时,显著提高了融合图像的空间质量。     

利用人眼视觉特性的低比特率小波图像压缩

图像压缩的视觉有效性直接与其所保留的视觉重要信息有关。心理生理学实验结果显示,人眼对图像的边缘、平滑、纹理区域的敏感度不同,同时对小波分解后不同子带部分小波系数的敏感度也不同。本文据此提出了一种新的低比特率小波图像压缩方法。该算法对图像不同区域小波系数进行不同的量化,同时对图像小波分解不同子带系数进行视觉重要性加权,保证优先传输视觉上最重要的系数。实验表明,本文算法适合于低比特率的图像压缩,将其嵌入EZW编码算法中,与传统的EZW算法相比,重构图像的主观视觉质量评价指标VIF(visual information fidelity)值更高,具有更清晰的视觉效果。     

基于多波段预测的高光谱图像分布式无损压缩

提出了一种基于分布式信源编码的高光谱图像无损压缩算法,用于星载高光谱数据的有效压缩.为充分利用高光谱图像较强的谱间相关性,引入多波段谱间线性预测方案获取当前编码块的预测值,有效降低了编码块的最大预测残差值.在此基础上,根据最大预测残差值确定编码块各像素所属陪集的索引,通过传输每个像素所属陪集的索引代替预测残差,实现高光谱图像压缩.对星载可见/红外成像光谱仪(AVIRIS)获取的高光谱图像进行实验,并与已有的典型算法进行比较,结果显示该算法能够取得较好的无损压缩效果,同时具有较低的编码复杂度,适用于星载高光谱图像的无损压缩.     

A Fast and Efficient Approach for Image Compression Using Curvelet Transform

In this paper a novel image compression technique using features of wavelet and curvelet transforms is proposed to improve efficiency and compression performance. Indeed, the curvelet transform is one of the recently developed multiscale transforms which is especially designed to represent efficiently curves and edges in an image. In the proposed method, the compression algorithm involves the Haar wavelet transform to decompose the image into four frequency sub-bands. The lowest frequency sub-band coefficients are processed using Set Partitioning In Hierarchical Trees (SPIHT) encoding. Meanwhile, Fast Discrete Curvelet Transform (FDCT) is applied to the remaining frequency sub-bands. The FDCT output coefficients are then quantized according to the sub-band they belong to. The lowest frequency FDCT output coefficients are quantized using Differential Pulse Code Modulation, the medium frequency coefficients are processed using SPIHT, whereas the high frequency coefficients are removed. Experimental results demonstrate that our method provides high performance for edge detection compared to existing techniques particularly for images with abrupt changes. In addition, this new image coding and decoding approach is powerful in terms of computation time. Moreover, the proposed method reveals significant improvement in compression ratio and decoded peak-signal-to-noise-ratio.     

基于首1游程的图像位面并行编码算法

针对宇航应用领域对图像压缩算法计算复杂度的要求,提出一种全新的"首1游程"位面编码算法。该算法将离散小波系数首1比特及以上位面用本文提出带符号自适应二进制游程算法编码,其下位面则不编码,直接输出比特值。为兼容无损压缩,算法采用了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐的整数97小波变换。由于考虑了像素间、位面间的数据依赖性,该算法的数据访问次数、编码复杂度等远远低于目前算法。该算法是一种内嵌式编码算法,可通过截断码流来精确控制压缩比,支持码流的渐进性传输。试验数据显示,与CCSDS推荐的图像压缩算法比较,本算法计算复杂度显著降低,而压缩性能却略高,同时还支持位平面间独立并行编码,提高了压缩速度。该算法可以满足宇航应用中高速、高性能、低复杂、低功耗的要求。     

基于游程和扩展指数哥伦布编码的任意形状感兴趣区域图像编码

给出一种上下文自适应的游程编码和扩展指数哥伦布编码.利用游程编码算法对图像小波系数及ROI掩模进行上下文自适应建模并输出三元组样本;然后扩展普通的指数哥伦布编码,使其可以编码由游程编码建模输出的三元组样本,在对小波系数编码的同时可以携带感兴趣区域掩模标记信息.由此得到一种可以区别感兴趣区域和背景区域的高效编码算法,并以...     

小波变换在超声成像检测中的应用

研究小波变换在粗晶材料超声成像检测中的应用,为了克服粗晶材料噪声对超声图像质量的影响,利用超声图像小波系数的统计特性,提出了一种自适应子带图像选择算法。该算法提高了基于小波变换的超声图像增强技术的实用性。实验结果表明,在粗晶材料超声成像 通过本算法处理能够得到高质量的超声检测图像。     

一种适合星上应用的遥感图像有损压缩算法

提出了一种高质量的遥感图像有损压缩算法,在分析了遥感图像经Daubechies双正交小波基D5/3整数小波变换后各子带小波系数统计特性和能量分布的基础上,引入了人类视觉特性,用它来控制算法中的量化方案.根据能量的大小确定不同子带对于目标识别的重要程度,选择不同的量化阈值和量化步长进行量化,并对量化后的数据采用固定比特平面编码.仿真实验表明,该算法对于不同内容和纹理的图像,在一定的压缩比下,均获得了PSNR(峰值信噪比)＞30dB的恢复图像,在不损失最低频信息的同时较好地保持了遥感图像中丰富的高频信息,实现了高质量的图像压缩,并且算法简便,快捷,所占用的存储容量小,易于硬件实现,适合于星上应用,减少了在遥感图像压缩中小目标的丢失.     

采用超混沌系统的图像压缩加密联合算法

为了同步实现图像压缩和加密,提出了一种采用超混沌Chen系统和改进零树编码相结合的图像压缩加密算法。该算法在改进零树编码基础上,先利用超混沌Chen系统产生的密钥流修正位平面编码过程中形成的上下文和判决,然后送入MQ算术编码器中进行熵编码生成相应的压缩码流,最后将压缩后码流反馈到超混沌Chen系统的输入端,产生新的密钥,使密钥流和明文相关,实现图像的联合压缩加密。实验结果表明,该算法的峰值信噪比（PSNR）至少提高了1 dB,密钥空间为256 bit,加密时间占总时间的百分比均小于45%,明文和密钥敏感性高。该算法实现了图像的联合压缩加密,比原始嵌入式零树小波（EZW）算法的图像重建质量高,具有高抗线性攻击和差分攻击能力,密钥空间大,安全性好。