多光谱遥感图像CCSDS动态码率控制近无损压缩.pdf

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1、第23卷第6期光学精密工程Vol

2、23No．62015年6月OpticsandPrecisionEngineeringJun．2015文章编号1004—924X(2015)06—1783—08多光谱遥感图像CCSDS动态码率控制近无损压缩张宁，冯书谊，濮建福，沈霁，吴红松，李贤，张雷(1．上海航天电子技术研究所，上海201109；2．沈阳航空航天大学，辽宁沈阳110013)摘要：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

3、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6O．42dB，比单谱段JPEG2000、差分JPEG-LS压缩等方法提高了5．5

4、1dB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。关键词：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；码率控制中图分类号：TP75l文献标识码：Adoi：10．3788／0PE．2O152306．1783DynamicratecontrolforCCSDSnearlylosslesscompressionofmultispectralremoteimageZHANGNing¨，FENGShu—yi，PUJian—fu，SHENJi，WUHong—song，LIXian，ZHANGLei。(

5、1．ShanghaiAerospaceElectronicTechnologyInstitute，Shanghai201109，China；2．ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110013，China)*CD0gauthor，E-mail：dzs—zhangning(163．cornAbstract：OnthebasisofCCSDS一123．0-B一1losslesscompressionalgorithmofmulti—spectralimagerecommendedbytheConsultativeCommi

6、tteeforSpaceDataSystems(CCSDS)，aratecontrolmethodofforwardadaptivequantifyingstepsizewasproposedtoachievethenearlylosslesscompressionwithafixedrate．ThepredictionmethodofCCSDSwasintroducedandtherangesoftheupperboundandlowerboundofGolomb—Ricecodingwereanalyzed．Byanalyzingtherelatio

7、nshipbetweenpredictionerrorandthecompressionrate，theirapproximatelinearmappingcurveswereestablished．Accordingtothemeanvalueofpredictionerror，thequantizationstepsizewasadaptivelyestimatedandtheGolomb—Ricecodinglengthwaspreliminarilycontrolled．Inaddition，takingthemulti—spectralimag

8、eratecontrolstrategyunderspaceborneconditionsintoaccount，thecompressioncoderatewaspreciselycontrolledbyfinetuningthequantizationstepsizeaccordingtothefeedbackofcompression收稿日期：2014—10—28；修订日期：2014—12—21．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61072135)光学精密工程第23卷rate．Atlast，theprocessesofCCSDSnearly

9、losslesscompressionratecontrolmethodwasp