[发明专利]一种基于RKLT和主成分选取的高光谱图像无损压缩方法

摘要

一种基于RKLT和主成分选取的高光谱图像无损压缩方法，属于遥感高光谱图像压缩技术领域。本发明解决了现有的KLT方法在高光谱图像无损压缩时，产生的浮点数系数不利于在硬件上处理的问题，技术方案为将高光谱图像由3D转化为2D矩阵；变换矩阵通过RKLT分解为四个整数矩阵和变换系数；变换系数选取主成分再进行RKLT逆变换；逆变换的矩阵与原2D矩阵相减得到残差；残差和选取主成分的RKLT正变换矩阵经过预测、正向映射、区间编码形成编码流；KLT生成的变换矩阵保存为RAW文件后与上一步的编码流一同作为压缩后的数据传给压缩端；用搜索法寻找最优的需要选取的主成分的个数。本发明适用于对高光谱图像进行无损压缩。

主权项

一种基于RKLT和主成分选取的高光谱图像无损压缩方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、将波段数为nz，波段的行数、列数分别为nx、ny的3D高光谱图像转换成行数nx×ny、列数为nz的2D矩阵I；步骤二、将步骤一得到的矩阵I经过RKLT生成四个大小均为nz×nz的矩阵T、H、M、N以及一个行数为nx×ny，列数为nz的变换系数的矩阵Y_RKLT_THMN，且Y_RKLT_THMN的元素全部是整数，其中T、H、M、N由RKLT中KLT生成的行数列数均为nz的特征向量组成的矩阵COEFF经过矩阵分解而得；步骤三、令Y_RKLT_THMN第npcs+1个列向量到第nz个列向量为零，对其进行RKLT逆变换得到恢复的整数矩阵X_REC_NMHT，其大小与Y_RKLT_THMN相同；步骤四、将X_REC_NMHT与原图像矩阵I相减得到残差，即dl＝I‑X_REC_NMHT得到行数为nx×ny、列数为nz的残差dl，并将残差进行正向映射和区间编码，产生编码码流1；其中，正向映射即将残差矩阵中的元素ei,j经过下式处理：步骤五、选取Y_RKLT_THMN的前npcs个列向量，得到行数为nx×ny、列数为npcs的新矩阵Y_RKLT_THMN1，新矩阵经过预测、正向映射和区间编码，产生编码码流2；步骤六、将步骤二中的矩阵COEFF直接保存为16位精度的raw文件；步骤七、将步骤四、步骤五得到的编码码流、步骤六得到的raw文件组织在一起作为最终的压缩码流传送给解码端；步骤八、搜索寻找最佳的主成分选取个数npcs，使得压缩比达到最大。