ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 203-210

Метод сжатия многоразрядных спутниковых снимков без потерь

Е.П. Петров 1 , Н.Л. Харина 1 , П.Н. Сухих 1 
1 Вятский государственный университет, Киров, Россия

Одобрена к печати: 19.01.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-2-203-210 

Работа посвящена описанию метода сжатия многоразрядных цифровых изображений без потерь на основе представления их марковскими случайными полями, что позволяет эффективно использовать статистическую (информационную) избыточность, присущую цифровым изображениям. Метод основан на разделении цифрового изображения на разрядные двоичные изображения и представлении их двумерными марковскими цепями с двумя состояниями. Идея метода сжатия заключается в предсказании каждого элемента разрядных двоичных изображений и удалении из передаваемого на наземную станцию потока правильно предсказанных пикселей. Восстановление непереданных пикселей осуществляется на приемной стороне с точностью 100%. После процедуры предсказания применяются алгоритмы кодирования RLE и Хаффмана. Предложенный метод сжатия многоразрядных цифровых изображений не требует спектральных преобразований и арифметических операций, для предсказания используются только операции логического сравнения. Метод позволяет для повышения разрешающей способности увеличивать разрядность передаваемых изображений (8 и более бит на пиксел) за счет возможности параллельной обработки разрядных двоичных изображений. Проведенные исследования показали, что алгоритм по своей эффективности не уступает известным аналогам и значительно превосходит по скорости обработки изображения. Метод может быть использован как в системах ДЗЗ, так и в любых других приложениях обработки изображений.
Ключевые слова: цифровое изображение, космические снимки, сжатие изображений, марковское случайное поле, цепь Маркова, матрица вероятностей переходов, предсказание элементов изображения, скорость обработки, статистическая избыточность
Полный текст

Список литературы:

  1. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка сигналов. Пер. с англ. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.
  2. Петров Е.П., Медведева Е.В., Харина Н.Л. Математическая модель цифровых полутоновых изображений Земли из космоса // Актуальные проблемы ракетно-космической техники. 2011. С. 179-185.
  3. Петров Е.П., Харина Н.Л., Ржаникова Е.Д. Метод сжатия цифровых полутоновых изображений на основе цепей Маркова с несколькими состояниями // Труды РНТОРЭС им. А. С. Попова. Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение. 2013. Т. XV-1. С. 132-135
  4. Петров Е.П., Харина Н.Л., Ржаникова Е.Д. Метод сжатия цифровых полутоновых изображений на основе цепей Маркова с несколькими состояниями // Актуальные проблемы ракетно-космической техники. Самара. 2013. С. 163-170
  5. Яне Б. Цифровая обработка изображений. Пер. с англ. М.: Техносфера, 2007. 584 с.