基于感兴趣区域的遥感图象压缩方法研究

摘要

随着遥感技术的发展，遥感图象获得了日益广泛的应用，随之也带来了遥感数据的海量增长，这给存储和传输都带来极大的困难，因而进行有效的数据压缩就显得特别迫切和重要。JPEG2000标准所具有的良好特性可使其很好地满足遥感图象的压缩要求，尤其是它的感兴趣区域ROI(RegionofInterest)编码技术对遥感图象的压缩尤为重要。基于此，本文作了以下几方面研究：
　　首先，对JPEG2000编码系统的基本理论进行了深入研究，并对其编码特性进行了系统分析。本文先总结了遥感图象的特点及压缩要求，然后以此为参照，对JPEG2000在遥感图象压缩中的优势进行了讨论。此外，从应用出发，多方面比较、多角度分析了其编码的有效性。这部分的研究为实际应用奠定了必要的理论基础。
　　其次，为了解决某些情况下ROI编码技术使用受限的问题，针对ROI编码技术的关键环节——ROI的检测进行了研究。结合对现有ROI检测算法的总结分析，本文提出了一种用于遥感图象的ROI自动检测算法，测试结果验证了该算法的有效性；然后，在对两种ROI编码算法深入研究的基础上，结合本文检测结果的特点，设计了一种ROI快速掩模产生算法，该算法优于JPEG2000的ROI掩模产生算法，极大地减少了ROI编码时间。本文又将二者统一在JPEG2000框架下，设计了一个基于ROI的遥感图象压缩系统。实验结果表明，该系统可对遥感图象进行自动的ROI编码，在对遥感图象进行低比特率压缩的同时，ROI仍具有较高的保真度。
　　然后，针对现有图象客观质量评价准则有时无法完备地评价ROI编码结果的问题，提出了基于ROI的客观质量评价方法。该方法通过将用户对目标的感兴趣程度定量化的方式，将其引入到了传统的客观质量评价准则中。使用该方法对本文设计的基于ROI的遥感图象压缩系统的编码结果进行了评价，实验结果证明，该方法可较准确地评价ROI编码结果，其评价结果与主观评价结果吻合。
　　最后，在理论研究的基础上，以星载图象压缩应用为背景，设计了一个基于DSP和FPGA的遥感图象压缩实验系统，为了提高系统的处理速度，本文采用交互式编码策略。然后对其中的核心算法JPEG2000在TMS320C6713上进行了实现。为了尽可能的提高编码速度，对软件算法进行了一系列适合于DSP的优化。最后，在TMS320C6713DSK上验证了本文系统的可行性。

目录

基于感兴趣区域的遥感图象压缩方法研究

RESEARCH ON THE REMOTE SENSING IMAGE COMPRESSION BASED ON ROI

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的与意义

1.2 国内外遥感图象压缩技术的最新进展与启示

1.3 JPEG2000 标准的发展与研究现状

1.4 感兴趣区域编码思想与发展概况

1.5 本文的主要研究内容及结构安排

第2章 JPEG2000 在遥感图象压缩中的应用

2.1 遥感图象的特点和压缩要求

2.2 JPEG2000 标准适用于遥感图象压缩的特性分析

2.3 JPEG2000 编码系统原理分析

2.3.1 预处理

2.3.2 离散小波变换

2.3.3 量化

2.3.4 熵编码

2.4 JPEG2000 的关键技术研究

2.4.1 小波变换的提升算法

2.4.2 EBCOT 编码算法

2.5 本章小结

第3章 基于ROI 的遥感图象压缩系统

3.1 基于ROI 的遥感图象压缩系统概述

3.2 ROI 检测技术

3.2.1 现有的ROI 检测算法

3.2.2 自动检测遥感图象ROI 的方法

3.3 ROI 编码技术

3.3.1 ROI 算法原理

3.3.2 快速掩模产生算法

3.4 系统软件仿真

3.5 本章小节

第4章 图象质量评价准则的研究

4.1 图象质量评价方法的现状

4.1.1 主观评价方法

4.1.2 客观评价方法

4.2 基于ROI 的图象质量评价方法

4.2.1 评价模型

4.2.2 关注度测量

4.3 实验结果与分析

4.4 本章小结

第5章 基于DSP 的遥感图象压缩系统设计

5.1 遥感图象压缩系统设计

5.2 JPEG2000 在DSP 上的实现

5.2.1 算法实现的硬件平台

5.2.2 算法的软件结构

5.2.3 算法代码在DSP 上实现的关键技术

5.2.4 算法级优化

5.2.5 DSP 软件优化

5.3 测试结果分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

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致谢