[发明专利]一种手持设备遥感图像快速浏览方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种遥感图像的浏览方法，尤其涉及一种手持设备遥感图像快速浏览方法，属于图像处理领域。

背景技术

随着数字成像技术的不断发展，数字地图和遥感图像的数据量和内容也越来越大，尤其是遥感图像，来之不易，压缩率少，文件非常大。海量空间数据的数字地图一般都压缩为JPEG文件格式。

手机、PDA、GPS等手持设备已经应用于社会和生活的各个领域，在手持设备上实现遥感图像的快速浏览，对于环境、规划、测量、导航、交通等工作都有很大的帮助。手持设备携带方便，浏览图像可以通过按键或者触摸屏选择要显示的区域，输入缩放比例，上下左右移动显示区域。

JPEG文件是针对整幅图像压缩的，通常解码显示也是针对整幅地图，速度慢，需要大量内存等资源。国内外现有的海量空间数据的浏览方案主要存在以下问题：

一是速度非常慢，不能满足用户需要；

二是对内存等资源需求大，很多手持设备不能满足；

三是不能实现任意缩放显示和局部浏览，使用不方便。

如何在手持设备上实现海量空间遥感数据的浏览，就成了必须解决的关键问题。

JPEG作为一种针对静态数字图像的压缩算法，由联合图片专家组制定，并随着互联网的发展而被广泛应用。JPEG标准只提供了对整个图象做编码解码的流程(参考：W.Pennebakerand J.Mitchell，“JPEG Still Image Data Compression”，Standard，lst ed.New York：Van Nostrand Reinhold，1993.或者：马小虎，张明敏，严华明。《多媒体数据压缩标准及实现》。北京：清华大学出版社。1996．或者：田晓侠，刘帅，王劲松，等。“JPEG基线压缩算法的研究与优化”。机械电子，2005(4)：6-8．)。

JPEG整个图象的编码过程如图1所示，以8X8像素大小的块为基本单位，首先是图像色彩空间变换和采样，然后做离散余弦变换(DCT)，DCT变换得到每个块图像数据的直流系数和交流系数，对所有系数做量化，对直流系数做差分编码(DPCM)，对交流系数做霍夫曼(Huffman)编码(参考：G.K.Wallace，“The JPEG still-picture compression standard，”Commun．ACM，Apr.1991.vol.34，pp.30-44，)，得到最终的压缩码流。

JPEG整个图象的解码过程如图2所示，基本是编码的逆过程，以8X8像素大小的块为基本单为，首先是直流系数的DPCM解码和交流系数的Huffman解码，然后是逆量化，逆离散余弦变换(IDCT)，接着是色彩空间逆变换，得到解码后的图像数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手持设备遥感图片快速浏览方法。

JPEG编码标准只提供了对整个图片编码解码的步骤，虽然以8X8像素大小的块为单位，但是要找中间某个块的码流数据，必须从第一个块开始往后查找，就是说后面块的码流数据依赖前面块的码流数据。要显示一个指定区域的图象，需要从第一块开始解码，效率很低。为了解决这个问题，我们在JPEG格式的遥感图片解码过程中，通过分块建表消除码流之间依赖性。

在对一个区域做缩放过程中，一般都是对这个区域做完整的解码，得到这个区域图象的数据，求平均值得到缩放图象数据，运算效率很低。在缩放比例为8的倍数的情况下，充分运用JPEG文件中直流系数信息，不需要做Huffman解码和IDCT变换。

本发明的方法可以大幅度提高解码速度，节省内存资源，实现任意浏览任意缩放。

首先是建立码流数据表。在JPEG编码标准中，后面块的码流数据依赖前面块的码流数据，解码中间一块要从第一块开始解码，直到找到目标块的码流开始位置，如图3所示。要实现JPEG快速浏览，就需要能解码其中任意区域。首先要消除JPEG文件中码流之间依赖性，可以快速找到某个区域图像的码流数据，而不是从整个图像第一块开始解码查找。在第一次浏览这个JPEG文件的时候，建立一个码流数据表，以8X8像素大小的块为单位。以后需要解码某一块图像，直接查表找到这块图像的码流数据，进行解码，如图4所示。

码流数据表的内容，如图5所示，包括每个块的：

直流系数值(DC)

Huffman数据起始位置

Huffman数据实际长度

文件指针

位缓冲

位指针