[发明专利]基于感兴趣区域的海岸带高光谱图像分布式有损编码和解码方法

摘要

本发明公开一种基于感兴趣区域的海岸带高光谱图像分布式有损编码和解码方法，属于图像处理领域，该方法依据高光谱图像的谱间相关性将谱段帧分成若干谱段组，每个谱段组包含1个关键帧和若干个WZ帧；对每个谱段组的关键帧进行感兴趣区域提取后，对关键帧的感兴趣区域进行JPEG‑LS无损编解码，对其背景区域进行基于SPIHT的编解码，而对每个谱段组的WZ帧则采用基于压缩感知的编解码。本发明有效地实现了编码复杂度低、较强的抗误码性以及码流具有质量可分级等的特性。

主权项

1.一种基于感兴趣区域的海岸带高光谱图像分布式有损编码方法，其特征在于按照如下步骤进行：步骤1.输入待编码的海岸带高光谱图像，将谱段帧的高度和宽度输出至压缩码流，每个值固定占2个字节；步骤2. 按公式计算的每一个谱段与其相邻的两个较低谱段、的谱间相关系数，若相关系数均小于0.9，则将谱段设置为关键帧，否则，将其设置为WZ帧；          式(1)中，和分别为第谱段和第谱段图像的行、列像素的灰度值；和则分别为第和谱段所有像素点灰度值的平均值，这里，此外，第1个谱段固定作为关键帧；将所选关键帧的数目置于1个字节中，将关键帧的谱段号置于其后面的个字节中，然后将这个字节输出至压缩码流；步骤3.将每个关键帧作为一个谱段组，然后将每个WZ帧划分到与之最近的、且谱段号小于该WZ帧谱段号的关键帧所在的谱段组，从而形成个谱段组；令；步骤4.若，则转入步骤5；否则，转入步骤10；步骤5.对第个谱段组的关键帧进行3级最大提升格形态小波变换，在最低分辨率下的高频子带中利用Canny算子进行边缘检测，并确定包含所有边缘点的最小包围盒，将与该包围盒对应的空间域像素集合作为感兴趣区域，而其余区域作为背景，然后将包围盒左上角和右下角的坐标写入压缩码流，每个坐标分量固定占用字节；步骤6.对第个谱段组关键帧的进行JPEG‑LS无损编码，对第个谱段组关键帧的采用可分级的编码方法SPIHT，二者的编码码流输出至压缩码流；步骤7.对于第个谱段组，将关键帧作为参考帧，为该组中的每一个WZ帧构造基于感兴趣区域的1阶线性预测器，利用最小二乘法计算使预测均方差取得最小值的预测参数和，并将其作为边信息经算术编码后输出到压缩码流，用以指导和矫正WZ帧的传输和解码:                                 式(2)中，为与相对应的WZ帧感兴趣区域，所述为预测误差；步骤8. 对预测误差进行典型的压缩感知采样，观测矩阵采用高斯随机矩阵，并将采样值经算术编码后输出至压缩码流；步骤9.令，转入步骤4；步骤10.将压缩码流通过下行信道传输至解码端，算法结束。