[發明專利]一種性能預知的衛星圖像大壓縮方法

在審

• 申請號: 201910341058.5
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110121074A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 周詮;劉睿華;呼延烺;劉娟妮;蒙紅英;李小軍;王鳴濤;魏佳圓
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04N19/85
• 分類號: H04N19/85;H04N19/103;H04N19/167;H04N19/70
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種性能預知的衛星圖像大壓縮方法，通過提出的預估圖像壓縮性能的方法，事先計算壓縮前后圖像的峰值信噪比PSNR，根據所得結果采取后續的大壓縮處理，保證了不管什么圖像，凡是經過本發明壓縮處理后恢復的圖像質量都滿足要求，從而擴大了實際應用中的圖像壓縮比，克服了不經過實際壓縮無法知道壓縮性能的難題。本發明基于JPEG2000標準圖像壓縮方法，實現了滿足性能要求的圖像大壓縮，增加了圖像數據壓縮方法的應用價值。特別是在16倍壓縮比的情況下，本發明把整體壓縮與感興趣區域壓縮有機結合，保證了信道傳輸數據量始終為原來的1/16，壓縮性能滿足要求。

技術領域

本發明涉及一種數據傳輸的方法，特別涉及一種性能預知的衛星圖像大壓縮方法，屬于通信(如數據通信技術等)領域。

背景技術

隨著科技的發展，人們對高分辨率圖像的需求越來越大，數據壓縮勢在必行。

數據壓縮分為有損壓縮與無損壓縮方法，無損壓縮方法壓縮后恢復圖像與原圖像不存在信息損失，但壓縮比特別小，一般2倍左右，使用場合受限，不便于進行數據傳輸。一般高速數據傳輸系統采用的壓縮方法大都是有損方法，對圖像壓縮來說，一般情況下，壓縮前后圖像峰值信噪比(PSNR)應該達到30dB，壓縮比越高PSNR越小。較大壓縮比情況下如16倍左右，PSNR往往連30dB都達不到。

目前圖像數據壓縮方法有許多，代表性的有JPEG以及JPEG2000。由于壓縮標準算法功能比較多，算法與圖像本身特性有關，不是什么情況下都有好結果。在許多實際應用情況下，壓縮比一般為4倍，有的場合需要的壓縮比較大，如16倍，則目前壓縮算法性能無法滿足要求。雖然標準壓縮方法不是對什么圖像都有好的壓縮效果，但標準方法應用廣泛，如果能基于該方法得到性能更好的壓縮方法則意義重大，應用范圍也廣。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種性能預知的衛星圖像大壓縮方法，通過預先估計壓縮性能把原圖像大壓縮比壓縮(如16倍)壓縮，滿足用戶要求。

本發明的技術方案是：一種性能預知的衛星圖像大壓縮方法，步驟如下：

1)設對大小為M*N的圖像A采用壓縮方法a壓縮R倍時的PSNR性能門限為PSNR0，該門限來源于用戶的要求；其中M、N為正整數，R取典型值16；

2)計算得到圖像A采用壓縮方法a壓縮R倍時圖像的PSNR，；

3)設置門限余量T≤0；如果PSNR≥PSNR0+T，那么對圖像A用壓縮方法a進行R倍壓縮，得到壓縮數據流C1；如果PSNRPSNR0+T，則對圖像A用壓縮方法b進行R倍壓縮，得到壓縮數據流C2；

4)傳輸或存儲圖像A的壓縮數據流C1或C2；

5)對C1或C2解壓縮，得到原圖像A的恢復圖像B。

所述壓縮方法a采用的壓縮方法為JPEG2000標準壓縮方法。

所述圖像A采用壓縮方法a壓縮R倍時圖像的PSNR的計算步驟如下：

11)計算得到中間量參數S：

S＝(Q+V)/(M*N)；其中Q＝∑∑abs(A(i+1,j)-A(i，j)，V＝∑∑abs(A(i,j+1)-A(i，j))；

上式的前項Q中i＝1,…M-1,J＝1,…N，后項V中i＝1,…M，J＝1,…N-1；

12)計算得到PSNR：

PSNR＝-9.6304ln(S)+59.0983dB

ln(S)為S的自然對數。

所述對圖像A用壓縮方法b進行R倍壓縮，形成壓縮數據C2的具體步驟如下：