空谱联合预测高光谱图像无损压缩rice算法

针对rice算法低维预测不能有效降低高光谱数据冗余问题,提出基于空谱联合预测的低复杂度rice算法,应用于高光谱图像无损压缩。根据高光谱图像三维数据特征建立三维预测模型,利用相邻波段谱间相关系数进行联合预测系数分配,有效地减少了高光谱图像空间和谱间冗余。提出基于预测误差均值的最优编码参数选择算法,计算复杂度由O(N)降为O(1)。实验结果表明,本文方法提高无损压缩比5%～40%,编码时间较经典rice算法缩短了4%以上,有利于实时处理和工程实现。

基于空谱联合的多假设预测高光谱图像压缩感知重构算法

为充分利用高光谱图像的空间相关性和谱间相关性,该文提出一种基于空谱联合的多假设预测压缩感知重构算法。将高光谱图像分组为参考波段图像和非参考波段图像,参考波段图像利用光滑Landweber投影算法重构,对于非参考波段图像,引入空谱联合的多假设预测模型,提高重构精度。非参考波段图像中每个图像块的预测值不仅来自非参考波段图像未经预测的初始重构值的相邻图像块,而且来自参考波段重构图像相应位置及其邻近的图像块,利用预测值得到测量域中的残差,然后对残差进行重构并对预测值进行修正,此残差比原图像更稀疏,且算法采用迭代方式提高重构图像的精度。借助Tikhonov正则化方法求解多假设预测的权重系数,并基于结构相似性判断是否改变多假设预测搜索窗口大小,最后利用交叉验证计算重构算法终止迭代的判据参数。实验结果表明,所提算法优于仅利用空间相关性或谱间相关性进行预测和不预测的重构算法,其重构图像的峰值信噪比提高2 d B以上。

基于CCSDS的高光谱压缩空谱联合FPGA设计与实现

分析了CCSDS-123.0-B压缩规范,对空域和谱间联合预测模型进行模块划分,提出了一种现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计与实现方法。对局部和与局部差的计算方法进行改进,简化了原计算方法的实现过程。对权重更新过程进行了优化,用DSP48E进行乘法计算,缩短了更新过程内部延时。给出了空谱联合预测器的逻辑结构,实现过程采用流水线设计。实验结果表明:无损压缩平均码率5.14b/p,与二维JPEG-LS相比码率减少2.38b/p,工作时钟80 MHz,预测器平均吞吐率1.69Gb/s。