多光谱遥感图像CCSDS动态码率控制近无损压缩

作者：张宁; 冯书谊; 濮建福; 沈霁; 吴红松; 李贤; 张雷

来源：光学精密工程, 2015, 23(06): 1783-1790.

• 多光谱图像
• 遥感图像
• 近无损压缩
• 空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准
• 码率控制

基于空间数据系统咨询委员会(CCSDS-123.0-B-1)推荐的多光谱图像无损压缩算法,提出了一种前向自适应调整量化步长的码率控制方法以实现定码率近无损压缩。介绍了CCSDS标准的预测方法,分析了Golomb-Rice编码的上界与下界的范围。通过分析预测误差均值与压缩比的对应关系,建立了均值与压缩比之间近似线性映射曲线。根据预测误差均值,前向自适应估计量化步长,初步控制Golomb-Rice码长。考虑到星载条件下多光谱图像码率控制策略,通过压缩比反馈微调量化步长,实现压缩码率的精确控制。最后总结了CCSDS多光谱近无损压缩码率控制流程。实验结果表明,k值(Golomb编码变量)的分布区域稳定,在4∶1压缩时,本文方法的峰值信噪比(PSNR)平均为60.42dB,比单谱段JPEG2000、差分JPEG-LS压缩等方法提高了5.51dB和2.89dB。实验显示本文方法码率控制准确,易于硬件实现,适合航天工程使用。

• 单位
  沈阳航空航天大学; 上海航天电子技术研究所