几种小波基在遥感图像压缩中的应用效果比较.doc

期 国 　 土 　 资 　 源 　 遥 　 第 ３ 期 ， 总 第 ７７ 感 Ｎｏ． ３， ２００８　 ２００８ 年 ９ 月 １５ ， ２００８　 日 ＲＥＭＯＴＥ ＳＥＮＳＩＮＧ ＦＯＲ ＬＡＮＤ ＆ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ Ｓｅｐ． 几 种 小 波 基 在 遥 感 图 像 压 缩 中 的 应 用 效 果 比 较 赫 华 颖 ， 陆 书 宁 （ 中 国 资 源 卫 星 应 用 中 心 ， 北 京 　 １０００９４） 摘 要 ： 分 析 了 小 波 基 的 基 本 性 质 ， 简 述 了 在 遥 感 图 像 小 波 压 缩 中 小 波 基 选 择 的 常 用 方 法 ； 分 别 用 ４ 小 波 基 对 ８ 幅 含 有 不 同 典 型 地 物 的 遥 感 图 像 进 行 小 波 编 码 实 验 ， 并 用 ５ 果 表 明 ， 在 遥 感 图 像 小 波 压 缩 中 ， Ｄ（ ９， ７ 种 常 用 的 典 型 种 方 法 全 面 评 价 了 小 波 基 的 应 用 效 果 。 结 ） 小 波 基 的 应 用 效 果 最 好 。 据 此 ， 提 出 了 一 种 小 波 基 选 择 的 改 进 方 法 。 关 键 词 ： 小 波 基 ； 编 码 ； 遥 感 图 像 ； 质 量 评 价 中 图 分 类 号 ： ＴＰ ７５　 文 献 标 识 码 ： Ａ　 文 章 编 号 ： １００１ － ０７０Ｘ（ ２００８） ０３ － ００２７ － ０５ ０　 引 言 分 解 系 数 的 精 确 重 构 ， 减 小 失 真 。 （ ４ ） 正 则 性 。 正 则 性 表 征 了 小 波 基 的 光 滑 程 度 ， 主 要 影 响 小 波 系 数 重 构 的 稳 定 性 。 支 撑 集 越 大 ， 在 遥 感 图 像 小 波 编 码 中 ， 小 波 基 的 性 能 直 接 影 正 则 性 越 好 ， 收 敛 越 快 ， 其 邻 域 能 量 越 集 中 ， 重 构 图 响 整 个 算 法 的 编 码 能 力 和 重 构 图 像 的 质 量 。 因 此 ， 在 压 缩 方 法 和 压 缩 比 相 同 的 条 件 下 ， 选 择 性 能 好 的 像 质 量 越 好 。 （ ５ ） 消 失 矩 。 消 失 矩 表 征 了 小 波 变 换 后 能 量 的 集 中 程 度 。 图 像 光 滑 时 ， 越 大 的 消 失 矩 将 导 致 越 小 小 波 基 ， 对 提 高 算 法 的 编 码 能 力 和 重 构 图 像 的 质 量 是 十 分 必 要 的 。 目 前 ， 在 对 小 波 基 的 性 能 进 行 评 价 和 比 较 时 ， 往 往 存 在 ２ 个 问 题 ： 一 是 选 取 的 实 验 图 像 所 包 含 的 地 物 类 型 不 够 丰 富 ， 且 选 取 的 图 像 数 量 不 够 多 ； 二 是 在 选 取 评 价 方 法 时 ， 没 有 考 虑 检 测 小 的 小 波 系 数 ， 压 缩 比 有 提 高 的 可 能 。 实 际 上 ， 大 部 分 正 交 小 波 基 不 具 有 紧 支 性 ， 无 法 在 计 算 机 上 实 现 ， 而 紧 支 小 波 一 般 又 不 具 有 对 称 性 。 唯 一 对 称 的 紧 支 正 交 小 波 基 就 是 ｈａｒｒ 基 ， 但 它 不 具 波 基 对 图 像 纹 理 细 节 保 持 能 力 的 方 法 。 因 此 ， 本 文 分 别 用 ４ 种 典 型 小 波 基 对 ８ 幅 含 有 不 同 典 型 地 物 的 遥 感 图 像 进 行 小 波 编 码 实 验 ， 并 用 ５ 种 方 法 对 这 ４ 个 小 波 基 的 应 用 效 果 进 行 全 面 评 价 。 １　 小 波 基 的 基 本 性 质 分 析 ［ １ ～ ５］ 有 平 滑 性 ， 局 部 化 能 力 较 差 ， 会 使 重 构 图 像 中 出 现 方 块 效 应 。 通 常 ， 在 选 择 小 波 基 时 ， 首 先 考 虑 其 对 称 性 和 正 交 性 ， 一 般 会 放 弃 一 部 分 正 交 性 而 选 择 具 有 线 性 相 位 （ １ ） 对 称 性 。 小 波 基 的 对 称 与 否 意 味 着 小 波 滤 波 器 组 是 否 具 有 线 性 相 位 ， 如 果 滤 波 器 组 具 有 线 性 相 位 ， 则 在 对 图 像 边 缘 进 行 对 称 沿 拓 时 ， 可 以 避 免 边 最 后 ， 考 虑 其 紧 支 性 。 据 此 ， 本 文 从 大 量 小 波 基 中 选 取 了 ４ 个 双 正 交 小 波 基 ， 其 性 质 比 较 如 表 １ 表 １　 ４ 个 双 正 交 小 波 基 性 质