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New Results in Perceptually Lossless Compression of Hyperspectral Images
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作者 Chiman Kwan Jude Larkin 《Journal of Signal and Information Processing》 2019年第3期96-124,共29页
Hyperspectral images (HSI) have hundreds of bands, which impose heavy burden on data storage and transmission bandwidth. Quite a few compression techniques have been explored for HSI in the past decades. One high perf... Hyperspectral images (HSI) have hundreds of bands, which impose heavy burden on data storage and transmission bandwidth. Quite a few compression techniques have been explored for HSI in the past decades. One high performing technique is the combination of principal component analysis (PCA) and JPEG-2000 (J2K). However, since there are several new compression codecs developed after J2K in the past 15 years, it is worthwhile to revisit this research area and investigate if there are better techniques for HSI compression. In this paper, we present some new results in HSI compression. We aim at perceptually lossless compression of HSI. Perceptually lossless means that the decompressed HSI data cube has a performance metric near 40 dBs in terms of peak-signal-to-noise ratio (PSNR) or human visual system (HVS) based metrics. The key idea is to compare several combinations of PCA and video/ image codecs. Three representative HSI data cubes were used in our studies. Four video/image codecs, including J2K, X264, X265, and Daala, have been investigated and four performance metrics were used in our comparative studies. Moreover, some alternative techniques such as video, split band, and PCA only approaches were also compared. It was observed that the combination of PCA and X264 yielded the best performance in terms of compression performance and computational complexity. In some cases, the PCA + X264 combination achieved more than 3 dBs than the PCA + J2K combination. 展开更多
关键词 hyperspectral images (HSI) compression Perceptually lossless Principal Component Analysis (PCA) Human Visual System (HVS) PSNR SSIM JPEG-2000 X264 X265 Daala
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Fast Encoding-Decoding of 3D Hyperspectral Images Using a Non-Supervised Multimodal Compression Scheme
2
作者 Mourad Lahdir Amine Nait-ali Soltane Ameur 《Journal of Signal and Information Processing》 2011年第4期316-321,共6页
We introduce in this paper an extension of the Multimodal Compression technique (MC) for the purpose of coding hyperspectral image sequences. The main idea requires few steps, namely: (1) reducing the size of the sequ... We introduce in this paper an extension of the Multimodal Compression technique (MC) for the purpose of coding hyperspectral image sequences. The main idea requires few steps, namely: (1) reducing the size of the sequence by inserting smooth images containing less information into the remaining images of the same sequence, (2) then coding the new compacted sequence using 3D-SPIHT algorithm. In this new scheme, called MC-3D-SPIHT, the insertion is achieved only in the contour of each image, according to a non-supervised way, so that one can preserve the Region of Interest (ROI) quality. For this purpose, a mixing function is employed. After the decoding process, inserted images are extracted by a separation function and the original sequence is reconstructed. By considering data from AVIRIS database, we will show how one decrease significantly the computing time for both coding and decoding. 展开更多
关键词 MULTIMODAL compression hyperspectral imageS 3D-spiht
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A Compression Algorithm of Hyperspectral Remote Sensing Image Based on 3-D Wavelet-Fractal Coder
3
作者 邹毅 潘伟 敖露 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2010年第2期229-232,共4页
In this paper, the 3-D Wavelet-Fractal coder was used to compress the hyperspectral remote sensing image, which is a combination of 3-D improved set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) coding and 3-D fractal ... In this paper, the 3-D Wavelet-Fractal coder was used to compress the hyperspectral remote sensing image, which is a combination of 3-D improved set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) coding and 3-D fractal coding. Hyperspectral image date cube was first translated by 3-D wavelet and the 3-D fractal compression ceding was applied to lowest frequency subband. The remaining coefficients of higher frequency sub-bands were encoding by 3-D improved SPIHT. We used the block set instead of the hierarchical trees to enhance SPIHT's flexibility. The classical eight kinds of affme transformations in 2-D fractal image compression were generalized to nineteen for the 3-D fractal image compression. The new compression method had been tested on MATLAB. The experiment results indicate that we can gain high compression ratios and the information loss is acceptable. 展开更多
关键词 image compression three dimensional improved spiht fractal compression coding hyperspectral
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Formal Photograph Compression Algorithm Based on Object Segmentation 被引量:1
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作者 Li Zhu Guo-You Wang Chen Wang 《International Journal of Automation and computing》 EI 2008年第3期276-283,共8页
Small storage space for photographs in formal documents is increasingly necessary in today's needs for huge amounts of data communication and storage. Traditional compression algorithms do not sufficiently utilize th... Small storage space for photographs in formal documents is increasingly necessary in today's needs for huge amounts of data communication and storage. Traditional compression algorithms do not sufficiently utilize the distinctness of formal photographs. That is, the object is an image of the human head, and the background is in unicolor. Therefore, the compression is of low efficiency and the image after compression is still space-consuming. This paper presents an image compression algorithm based on object segmentation for practical high-efficiency applications. To achieve high coding efficiency, shape-adaptive discrete wavelet transforms are used to transformation arbitrarily shaped objects. The areas of the human head and its background are compressed separately to reduce the coding redundancy of the background. Two methods, lossless image contour coding based on differential chain, and modified set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) algorithm of arbitrary shape, are discussed in detail. The results of experiments show that when bit per pixel (bpp)is equal to 0.078, peak signal-to-noise ratio (PSNR) of reconstructed photograph will exceed the standard of SPIHT by nearly 4dB. 展开更多
关键词 image compression object segmentation lossless image contour coding differential chain set partitioning in hierarchical trees spiht coding of arbitrarily shaped object.
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基于波段分组的3D-SPIHT高光谱图像无损压缩算法 被引量:10
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作者 张培强 柴焱 +1 位作者 张晓玲 沈兰荪 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2005年第4期425-430,共6页
波段间隔为纳米级的高光谱图像具有很强的谱间相关性,但不同频谱波段图像之间的相关性不同,本文提出了一种基于波段分组的3DSPIHT(setpartitioninginhierarchicaltrees)高光谱图像无损压缩方法。对高光谱图像按照谱段类型进行分组,接着... 波段间隔为纳米级的高光谱图像具有很强的谱间相关性,但不同频谱波段图像之间的相关性不同,本文提出了一种基于波段分组的3DSPIHT(setpartitioninginhierarchicaltrees)高光谱图像无损压缩方法。对高光谱图像按照谱段类型进行分组,接着通过3维整型小波变换,对图像组去除空间相关性和光谱维相关性,最后以3DSPIHT的空间方向树组织方式来进行编码,去除小波变换后子带间系数的冗余。实验结果表明,该方法能够有效地去除空间和谱间相关性,在算法复杂度和计算时间上较整体处理有一定优势,同时可获得较好的无损压缩结果。 展开更多
关键词 高光谱图像 无损压缩算法 波段 分组 整型小波变换 空间相关性 spiht 算法复杂度 压缩方法 组织方式 空间方向 整体处理 计算时间 纳米级 去除 图像组 3D 频谱 in 编码 子带
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一种基于混合整型变换和3D-SPIHT的高光谱图像嵌入式无损压缩方法 被引量:6
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作者 柴焱 计文平 沈兰荪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1770-1773,共4页
利用高光谱图像空间、谱间相关性不同的特点,本文提出了一种基于混合整型变换和三维分层树集合划分算法(3D-SPIHT)的高光谱图像无损压缩方法,首先将波段进行分组,针对每一分组,采用不同的整型变换技术去相关,然后对变换系数进行系数重组... 利用高光谱图像空间、谱间相关性不同的特点,本文提出了一种基于混合整型变换和三维分层树集合划分算法(3D-SPIHT)的高光谱图像无损压缩方法,首先将波段进行分组,针对每一分组,采用不同的整型变换技术去相关,然后对变换系数进行系数重组,采用高效的基于小波系数特点的3D-SPIHT编码方法得到嵌入式码流,具有一定的抗误码性能.实验结果表明,该方法能够有效的去除高光谱图像的空间和谱间相关性,与现有的国际标准JPEG-LS、JPEG2000和基于三维离散余弦变换(3D-DCT)或三维离散小波变换(3D-DWT)的编码方法相比,压缩后的平均比特率均有明显降低. 展开更多
关键词 高光谱图像 无损压缩 整型变换 系数重组 三维分层树集合划分算法
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整数(5,3)小波变换结合SPIHT的无损图像压缩 被引量:6
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作者 姜会亮 胡学龙 +1 位作者 郭振民 高燕 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第14期69-70,共2页
讨论了整数(5,3)小波变换的构造方法,在此基础上提出了一种整数(5,3)小波与SPIH T以及自适应编码相结合的无损图像压缩编码方法,该方法运算速度快,硬件实现简单,实验结果表明,与其他的无损压缩方法相比,压缩比均有提高,是一种有效的无... 讨论了整数(5,3)小波变换的构造方法,在此基础上提出了一种整数(5,3)小波与SPIH T以及自适应编码相结合的无损图像压缩编码方法,该方法运算速度快,硬件实现简单,实验结果表明,与其他的无损压缩方法相比,压缩比均有提高,是一种有效的无损图像压缩方法。 展开更多
关键词 无损图像压缩 整数(5 3)小波变换 spiht 自适应编码
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基于3D SPIHT的高光谱图像压缩技术 被引量:3
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作者 粘永健 辛勤 +1 位作者 孙蕾 万建伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1146-1151,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 高光谱图像 波段分组 3D spiht算法 有损压缩
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SPIHT的超光谱图像无损压缩算法 被引量:4
9
作者 闫红梅 李科 吴冬梅 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2009年第5期598-602,共5页
针对超光谱图像的特性及硬件实现的需要,提出了1种混合编码压缩方案。对超光谱图像序列首先进行谱间DPCM预测,再对残差图像进行(5,3)整数小波变换,最后对小波系数进行SPIHT编码。通过仿真验证该算法实现了无损压缩,压缩比平均可达2.34,... 针对超光谱图像的特性及硬件实现的需要,提出了1种混合编码压缩方案。对超光谱图像序列首先进行谱间DPCM预测,再对残差图像进行(5,3)整数小波变换,最后对小波系数进行SPIHT编码。通过仿真验证该算法实现了无损压缩,压缩比平均可达2.34,优于算术编码,且算法复杂度低,易于硬件实现。 展开更多
关键词 超光谱图像 无损压缩 DPCM 整数小波变换 spiht算法
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整数CDF(2,2)双正交小波变换结合SPIHT的无失真图像压缩 被引量:6
10
作者 解成俊 宋建中 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第4期60-61,65,共3页
讨论了整数CDF(2,2)可逆双正交小波变换,该方法可以由加法和移位完成,所以运算速度快,便于硬件实现该方法与SPIHT以及熵编码相结合可以实现无失真图像压缩,与ARJ、JPEG、整数Haar变换结合DPCM中使用的无失真编码方法相比,压缩比分别平... 讨论了整数CDF(2,2)可逆双正交小波变换,该方法可以由加法和移位完成,所以运算速度快,便于硬件实现该方法与SPIHT以及熵编码相结合可以实现无失真图像压缩,与ARJ、JPEG、整数Haar变换结合DPCM中使用的无失真编码方法相比,压缩比分别平均提高了40%、30%、15%左右。 展开更多
关键词 无失真图像压缩 CDF(2 2)可逆双正交小波变换 spiht 熵编码 图像编码 整数
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用整数小波结合改进SPIHT编码实现静止图像无损压缩 被引量:2
11
作者 曾孝平 覃剑 李勇明 《现代电子技术》 2003年第5期35-37,40,共4页
无损图像压缩是图像处理中的一个重要领域 ,传统的基于熵编码的无损压缩编码方式存在一定的局限。利用提升算法构造整数小波变换 ,然后针对无损压缩特点 ,对 SPIHT算法加以改进 ,实现了一种可行的图像无损压缩编码方案。实验表明 ,优于... 无损图像压缩是图像处理中的一个重要领域 ,传统的基于熵编码的无损压缩编码方式存在一定的局限。利用提升算法构造整数小波变换 ,然后针对无损压缩特点 ,对 SPIHT算法加以改进 ,实现了一种可行的图像无损压缩编码方案。实验表明 ,优于传统熵编码和直接采用 展开更多
关键词 整数小波变换 提升算法 spiht 无损图像压缩
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基于提升方案的整数Deslauriers-Dubuc(m,n)插值小波变换结合SPIHT应用于图象无损压缩编码性能的研究 被引量:1
12
作者 解成俊 王廷杰 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2002年第12期1465-1468,共4页
研究了基于提升方案的 Deslauriers- Dubuc( m ,n)插值小波变换结合 SPIHT应用于图象无损压缩编码的性能 .实验结果表明 ,基于提升方案和整数运算的插值小波变换是整 -整可逆变换 ,适于快速的 ,渐进性的直至无损图象压缩 .无损压缩性能... 研究了基于提升方案的 Deslauriers- Dubuc( m ,n)插值小波变换结合 SPIHT应用于图象无损压缩编码的性能 .实验结果表明 ,基于提升方案和整数运算的插值小波变换是整 -整可逆变换 ,适于快速的 ,渐进性的直至无损图象压缩 .无损压缩性能远好于 Huffm an、Win Rar、Raw+ Win Zip、JPEGL S.以 ( 4,4)插值小波为例平均而言压缩比分别比上述编码方法提高了 63 % ,49% ,46% ,3 4%左右 .由于实现的可逆小波变换是基于整数运算的 ,可由加法和移位完成 ,运算速度快 。 展开更多
关键词 整数 Deslauriers-Dubuc(m n)插值 小波变换 spiht 图象无损压缩 性能 熵编码 图象编码
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基于改进SPIHT的多波段遥感图像无损编码 被引量:1
13
作者 倪林 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期704-707,共4页
首先利用基于地物反射特性的方法去除谱间相关性 ,再对残差图像采用S +P变换去除空间相关性 ,然后 ,利用改进的分级树的集合划分 (SPIHT)方法 ,实现遥感图像的高效无损编码 ,实验表明本方法能取得满意的结果 ,显示了本方法在多波段遥感... 首先利用基于地物反射特性的方法去除谱间相关性 ,再对残差图像采用S +P变换去除空间相关性 ,然后 ,利用改进的分级树的集合划分 (SPIHT)方法 ,实现遥感图像的高效无损编码 ,实验表明本方法能取得满意的结果 ,显示了本方法在多波段遥感图像压缩中的潜力 . 展开更多
关键词 遥感图像压缩 spiht 无损压缩 图像编码
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基于SPIHT算法的医学图像无失真压缩 被引量:1
14
作者 胡学龙 陆峰 +1 位作者 郭振民 李云 《电子工程师》 2003年第4期34-35,64,共3页
提出了一种第二代小波变换与 SPIHT算法相结合在图像无损压缩中的编 /解码方案 ,给出了本方案的实验结果及与其他方法的压缩性能比较 。
关键词 spiht算法 医学图像 图像压缩 小波变换 无损压缩率
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二维提升的CDF(1,3)小波结合改进的SPIHT的渐进性无损图像压缩方法
15
作者 赵峰 袁东风 张海霞 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期350-351,354,共3页
针对传统小波变换计算复杂的缺点和多级树集合分裂算法(SPIHT)编码过程重复运算、存储量大的问题,提出了一种二维提升的CDF(1,3)小波结合改进的SPIHT的渐进性无损图像压缩方法。对整数CDF(1,3)双正交小波变换实现二维提升,利用提升的小... 针对传统小波变换计算复杂的缺点和多级树集合分裂算法(SPIHT)编码过程重复运算、存储量大的问题,提出了一种二维提升的CDF(1,3)小波结合改进的SPIHT的渐进性无损图像压缩方法。对整数CDF(1,3)双正交小波变换实现二维提升,利用提升的小波对图像做变换,提高了运算速度、便于硬件实现。对SPIHT算法加以改进,根据各个子图像的不同特点,改变扫描路线,采用四路并行分块处理的方法,提高了编码速度,降低了编解码过程的运算复杂度和时间消耗。利用提升的CDF(1,3)小波变换结合改进的SPIHT实现了渐进性无损图像压缩,证明了二维提升方案的有效性。 展开更多
关键词 无损图像压缩 二维提升的CDF(1 3)小波 改进的spiht
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基于3维SPIHT编码的超光谱图像压缩 被引量:3
16
作者 马晨光 郭雷 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期680-684,共5页
提出一种针对超光谱图像压缩的3维SPIHT编码算法。通过对超光谱图像进行3维小波变换,同时去除像素数据间的空间冗余和谱间冗余。针对变换后得到的小波系数,构造一种3维空间方向树结构,并用经3维扩展后的SPIHT算法(3DSPIHT算法)对小波系... 提出一种针对超光谱图像压缩的3维SPIHT编码算法。通过对超光谱图像进行3维小波变换,同时去除像素数据间的空间冗余和谱间冗余。针对变换后得到的小波系数,构造一种3维空间方向树结构,并用经3维扩展后的SPIHT算法(3DSPIHT算法)对小波系数进行量化编码。实验证明,基于3维小波变换的3维SPIHT编码算法在对超光谱图像压缩时,表现出了优良的率失真性能。并且算法复杂度适中,具有嵌入式特性。 展开更多
关键词 图像处理 超光谱图像压缩 3维小波变换 3维spiht
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波段相关性判定和SPIHT的MODIS图像无损压缩
17
作者 邓黎 李元祥 孙龙祥 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期115-119,共5页
提出一种结合波段相关性判定和SPIHT编码的方法对MODIS多光谱图像进行无损压缩。首先计算各波段间的相关性,选择相关性强的波段进行预测以去除多光谱图像的谱间冗余;然后对预测后的残差图像进行整数小波变换以去除空间冗余,并用SPIHT算... 提出一种结合波段相关性判定和SPIHT编码的方法对MODIS多光谱图像进行无损压缩。首先计算各波段间的相关性,选择相关性强的波段进行预测以去除多光谱图像的谱间冗余;然后对预测后的残差图像进行整数小波变换以去除空间冗余,并用SPIHT算法去除小波系数间的冗余,最后进行算术熵编码。实验结果表明,该方法可对MODIS多光谱图像进行高效无损压缩,优于未进行相关性判定的压缩算法和流行的WinRAR压缩软件。 展开更多
关键词 相关性判定 spiht算法 整数小波变换 无损压缩 MODIS多光谱图像
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一种高光谱遥感影像无损压缩方法与应用
18
作者 王蕾 张恒璟 +2 位作者 高小明 邢晨 马海超 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第8期120-125,共6页
针对遥感影像巨大数据量给传输、存储造成巨大压力和压缩比低的问题,本文提出了一种改进的自适应波段重排和最小均方误差预测的高效无损压缩方法。该方法能自适应地确定波段的最佳顺序,并根据最小均方误差预测充分利用这种排序相关性消... 针对遥感影像巨大数据量给传输、存储造成巨大压力和压缩比低的问题,本文提出了一种改进的自适应波段重排和最小均方误差预测的高效无损压缩方法。该方法能自适应地确定波段的最佳顺序,并根据最小均方误差预测充分利用这种排序相关性消除影像冗余。首先,该方法对高光谱影像波段自适应分组,在每个组内利用最小生成树算法排序,以提升相邻波段的谱间相关性。然后,对组内波段自适应地选择上下文进行谱间和谱内预测,去除高光谱影像的冗余。最后,对预测残差进行二进制算术编码去除统计冗余,完成高光谱影像无损压缩。基于资源一号高光谱影像的试验结果表明,本文方法有效利用了谱内、谱间相关性,改善了预测性能,优于常用的压缩方法。 展开更多
关键词 高光谱影像 无损压缩 相关性 最小生成树 预测编码 熵编码
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基于多波段预测的高光谱图像分布式无损压缩 被引量:39
19
作者 粘永健 辛勤 +1 位作者 汤毅 万建伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期906-912,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 高光谱图像 无损压缩 分布式信源编码 多波段预测
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基于内容的高光谱图像无损压缩 被引量:15
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作者 汤毅 辛勤 +1 位作者 李纲 万建伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期668-674,共7页
提出了一种基于内容的高光谱图像无损压缩算法。采用自适应波段选择算法对高光谱图像进行降维,引入C-means算法对降维后的光谱矢量进行无监督分类。利用单调后向排序算法确定波段的预测顺序,并根据相邻波段的相关系数大小进行自适应波... 提出了一种基于内容的高光谱图像无损压缩算法。采用自适应波段选择算法对高光谱图像进行降维,引入C-means算法对降维后的光谱矢量进行无监督分类。利用单调后向排序算法确定波段的预测顺序,并根据相邻波段的相关系数大小进行自适应波段分组。针对每一类地物,选取类内部分像素进行最优预测系数的训练,采用多波段线性预测的方案去除同类像素的谱间相关性,预测残差进行JPEG-LS无损压缩。对机载可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS)与实用型模块化成像光谱仪(OMIS)获取的高光谱图像分别进行实验,并与未进行分类预测的算法比较。结果显示,提出的算法的平均压缩比分别提高约0.11和0.7,验证了该算法在无损压缩方面的有效性。 展开更多
关键词 高光谱图像 图像压缩 无损压缩 波带选择 光谱分类
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