[發明專利]一種多通道衛星圖像無損壓縮方法有效

申請號：	201310114575.1	申請日：	2013-04-03
公開（公告）號：	CN103227920A	公開（公告）日：	2013-07-31
發明（設計）人：	費文龍;呂紅	申請（專利權）人：	南京信息工程大學
主分類號：	H04N7/26	分類號：	H04N7/26
代理公司：	南京經緯專利商標代理有限公司 32200	代理人：	楊楠
地址：	210044 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種通道衛星圖像無損壓縮方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種多通道衛星圖像無損壓縮方法，包括編碼和解碼兩部分，屬于衛星遙感數據處理和圖像壓縮技術領域。

背景技術

隨著氣象衛星技術的發展，我們每天可以獲得巨量的衛星遙感資料，而且這些資料覆蓋面廣、空間分辨率高、時間連續性強，不受時間、天氣狀況等限制，在氣象觀測和天氣預報中所起的作用也越來越重要。

氣象衛星一般帶有多個光譜通道的輻射掃描儀，同時對地球表面不同光譜通道的輻射進行掃描，并生成多個記錄文件。比如，我國的風云二號E星（FY-2E）搭載有5個光譜通道進行輻射掃描，分別稱為4個紅外通道（IR1、IR2、IR3、IR4）和1個可見光通道（VIS）。

FY-2E?衛星4個紅外通道的數據量化等級為1024，即每個記錄值的范圍為0～1023，至少用10個二進制位表示；可見光通道的數據量化等級為64，相應的記錄值范圍為0～63，至少用6個二進制位表示。氣象業務部門對于FY-2E衛星圖像資料的存儲一直采用比較簡單的非壓縮方式，比如GPF格式衛星云圖數據，一個GPF格式的文件動輒幾兆甚至幾十兆，這給資料存儲和傳輸帶來很多困難。GPF格式文件保存衛星圖像數據時規定紅外通道的每個記錄值用一個16位二進制數表示（2個字節），可見光通道的每個記錄值用1個8為二進制數表示（1個字節）。因此，現有的衛星圖像數據文件相對于衛星觀測的實際量化等級來說是存在壓縮的可能性。

對衛星圖像進行壓縮編碼的目的是為了更方便的進行存儲和傳輸，以便于更好地利用這些衛星遙感獲得的珍貴資料，因此必須對衛星圖像進行無損壓縮。

通過對衛星云圖的對比觀察發現，衛星云圖灰度分布極其不均勻，往往集中在某一部分灰度范圍內，而且不同通道之間的云圖之間存在較強的相關性，尤其是光譜范圍相鄰的的通道，比如IR1通道和IR2通道的衛星云圖相關性達到99%以上。因此，也存在利用信息分布不均勻性和通道相關性對多通道衛星圖像進行壓縮的可能性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種多通道衛星圖像無損壓縮方法，利用信息分布不均勻性和通道之間的相關性對多通道衛星圖像進行無損壓縮，從而獲得更高的壓縮比。

本發明的多通道衛星圖像無損壓縮方法，包括衛星圖像的編碼和解碼，所述編碼包括以下步驟：

步驟A1、對衛星各通道的原始圖像C_i分別進行無損壓縮編碼，得到編碼序列記為H_i0，編碼參數記為T_i0，平均碼長記為L_i0，i=1…n，n為衛星的圖像通道數；

步驟A2、對任意兩個通道的原始圖像做差運算，得到的差圖像記為D_ij，i,j為兩幅做差運算圖像的通道編號；

步驟A3、對得到的各差圖像分別進行無損壓縮編碼，得到的編碼序列記為H_ij，編碼參數記為T_ij，平均碼長記為L_ij，i,j=1…n且i≠j；

步驟A4、求所有已編碼圖像中最小的平均碼長，記為L_t0=min{L_i0|?i=1…n}；

步驟A5、將H_t0，T_t0，放入存儲隊列S，即S={H_t0，T_t0}；

步驟A6、令K={1,2,…,n}-{t}，M={t}；

步驟A7、求剩余已編碼圖像中最小的平均碼長，Lpq=min{?L_i0,?L_ij|i∈K,j∈M?}；