[發(fā)明專利]一種基于小波自反饋的大規(guī)模地形數(shù)據(jù)壓縮和解壓方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210333393.9
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102855644A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李帥;劉勇敢;郝愛民;楊麗鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;李新華

1.一種基于小波自反饋的大規(guī)模地形數(shù)據(jù)壓縮和解壓方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟（1）、大規(guī)模地形由于數(shù)據(jù)量大，很難一次載入內(nèi)存，對大規(guī)模地形數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊預(yù)處理，并針對速度優(yōu)先算法和壓縮比優(yōu)先算法實(shí)現(xiàn)了編碼過程中對最佳參數(shù)的自動選擇；

步驟（2）、對地形中的每一個分塊，基于小波自反饋的地形數(shù)據(jù)壓縮處理方法來對其進(jìn)行壓縮編碼，采用的具有線性相位的雙正交9/7小波(CDF97)作為濾波器，具體計(jì)算過程中將二維小波變換分解為兩次一維離散小波變換來加速計(jì)算，即首先將分塊后的地形數(shù)據(jù)和h進(jìn)行卷積，抽取偶數(shù)項(xiàng)，排列作為低頻數(shù)據(jù)；然后將信號和g卷積，抽取奇數(shù)項(xiàng)，排列為高頻數(shù)據(jù)；

步驟（3）、由于地形數(shù)據(jù)的解壓縮效率會嚴(yán)重影響到三維地形的實(shí)時繪制效率，基于CUDA的小波逆變換方法來加速解壓處理：在CUDA架構(gòu)下，多個并行的thread可以組成一個block，處于同一個block中的thread可共享同一塊內(nèi)存，從而可以進(jìn)行快速的同步處理，但由于共享內(nèi)存存儲量有限，且只能被一個block中的threads讀取，根據(jù)CUDA的特點(diǎn)提出專門的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)來保證算法對中間數(shù)據(jù)訪問的效率；

步驟（4）、通過在分塊邊界處計(jì)算平均高程值的辦法來對邊界數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性平滑處理，解決了因?yàn)榛谛〔ㄗ苑答伒牡匦螖?shù)據(jù)壓縮處理為有損壓縮，且分塊壓縮時由于分塊地形在塊和塊之間缺乏聯(lián)系，從而解壓后會在分塊邊界處出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致、過渡不連續(xù)的問題。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波自反饋的大規(guī)模地形數(shù)據(jù)壓縮和解壓方法，其特征在于：步驟（1）中所述的速度優(yōu)先算法（Speed?First?Algorithm）將期望峰值信噪比、期望像素深度作為比較基準(zhǔn)，使得還原后的高程圖像滿足峰值信噪比高于Epsnr，而每個像素所需要的位數(shù)接近Ebpp的要求；壓縮比優(yōu)先算法是在給定期望峰值信噪比Epsnr和小波變換層數(shù)Elevel的情況下，自動選擇壓縮參數(shù)bpp，使得還原后的高程圖像和原始高程圖像的峰值信噪比高于Epsnr，并且具有最高的壓縮比。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波自反饋的大規(guī)模地形數(shù)據(jù)壓縮和解壓方法，其特征在于：步驟（3）中所述的基于CUDA的小波逆變換，分為基于CUDA的一維小波逆變換和基于CUDA的二維小波逆變換。