本发明专利技术提供了一种评价数据压缩对遥感影像定位精度影响的方法，利用JPEG标准图像压缩对遥感影像进行压缩，并对压缩后的遥感影像的质量进行主观定性评价和客观定量评价，利用最小二乘匹配方法进行误差统计的方法评价数据压缩对遥感影像量测精度的影响，为设计更优的压缩算法、选择更合适的压缩比提供了参考标准。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字信号处理和数字图像处理领域，涉及数据压缩领域对遥感影像定位精度评价的技术领 域。
技术介绍
随着遥感平台和遥感器成像技术的发展，遥感影像的获取越来越便捷，已经逐渐成为21世纪地理空间信息数据获取的重要信息来源之一。一般图像仅仅是对客观物体的一种相似性模仿或描述，是一种不完全、不精确但在某种意义上适当的表示，是对所表示客观物体信息的高度浓缩和概括。普通图像作为“Picture”，只需满足视觉需求，而遥感影像除了本身作为“Picture”之外，还包含“Data”，它是空间物体的波谱特性在空间范围内的测量结果，是遥感探测目标的信息载体，是遥感解译人员获取地球表层资源、环境等地学专题信息的载体，与一般图像相比，遥感影像具有以下特性1.作为地理空间信息的重要组成部分，具有定位、定性、关系特征和时间特征；2.作为空间物体的波谱特性在空间范围内的测量结果，具有视觉特征，但从观测角度讲，必须结合同时得到的同一目标区域的多个图像才可以认为是在一定时间条件下对环境的完整描述；3.具有多波段特性，并且不同探测仪器在不同波段所反映的地物信息也不同；4.具有持续动态性和多尺度性，是一种多尺度的、变时间粒度的复杂时态数据；5.纹理结构丰富，特征结构复杂；6.不具备明显的主题特征信息，信息内容复杂，并且由于传感器的空间分辨率和光谱分辨率的局限性，导致影像存在一定程度的模糊性和多义性；7.数据量巨大，单个影像的数据量就可高达GB级；目前，遥感技术已经渗透到国防和国民经济建设的各个领域，在军事侦察、目标监测，打击效果评估、农作物长势监测、粮食估产、土地利用调查、地表资源普查、灾情监测、地质勘察、石油勘探、地形测绘等方面都具有极其重要的应用价值。国内外大量的遥感卫星已经获得了海量的遥感影像数据，由此产生了遥感影像数据的存储的问题，数据压缩技术是一种有效的解决数据存储的方法。遥感影像是以实际观测图像为基础的，数据压缩不应影像遥感影像本身的应用价值，因此研究评价遥感影像数据压缩对影响遥感影像定位精度的影像的具有重要意义。在卫星预研阶段，需要卫星用户和卫星研制方共同分析、研究、明确卫星的主要技术指标，其中一个重要指标就是数据传输压缩比。压缩比不同带来的影像畸变大小的不同， 关系到将来卫星遥感影像数据的应用能力和应用范围。图像压缩是利用图像信息的冗余性，利用信号处理的方法减少所需存储空间，在需要的时候将其解压。图像压缩分为有损压缩和无损压缩，有损压缩后的影像在解压时不能够得到完整的影像信息，产生一定程度的影像畸变；无损压缩影像在解压时能够得到完整的影像信息。通常，有损压缩的压缩比大大高于无损压缩。图像压缩一方面能够减少所需存储空间，另一方面就是解决大的数据量对信息传输不利的问题。卫星传输遥感影像需要在一定的时间窗口内完成，数据量的大小关系到实时遥感影像数据能不能在时间窗口内传输完毕，同时更小的数据量还能减少传输能量的损耗。压缩比越高，越有利于传输，但信息失真越大。遥感影像具有重要的应用价值和很高的成本，遥感卫星在传输遥感影像时采用的压缩策略应该使得压缩够得影像保持遥感影像的应用价值。因此，研究如何评价数据压缩对遥感影像定位精度影响具有重要的价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种定量评价数据压缩对遥感影像定位精度影响的方法，以对数据压缩后的遥感影像的定位精度进行评价，为选择最优的数据压缩方法与压缩参数提供客观准确的参考标准。，其中，具体步骤如下1)、进行系统初始化；之后，进入步骤2)；2)、获取原始遥感影像数据，获取的数据放入指定的系统数据存储区域；之后，进入步骤3)；3)、读取系统数据存储区域中的原始遥感影像数据，使用JPEG压缩方法，在设定压缩比下进行压缩，将压缩后的遥感影像数据放入指定的系统数据存储区域；之后，进入步骤4)；4)、读取系统数据存储区域中的原始遥感影像及其对应的压缩后的遥感影像数据，把原始影像和压缩后的影像作为对比影像对，进行最小二乘匹配，计算匹配误差，统计误差分布结果；①从人眼视觉的角度对压缩后的遥感影像进行评价，在此步骤中，可以让多个观察者根据一些事先规定的评价尺度或自己的经验，对影像的畸变程度进行主观视觉评价， 对所有观察者给出的分数进行加权平均，所得到的结果即为影像的主观质量评价；②根据数字摄影测量原理，利用最小二乘匹配压缩的遥感影像进行评价，这里将参与匹配的原始影像和解压影像称为匹配图像，将原始遥感影像作为匹配图像中的左像， 解压后的影像作为右像，利用高精度最小二乘影像匹配在上述对比影像对中的设定范围内进行匹配，然后统计匹配结果所造成的左右视差与上下视差，用视差小于设定限差的像素所占的百分比从总体上度量压缩对定位精度的影响；如果在右像内压缩比为1，那么左右影像完全一样，无论用任何匹配方法进行匹配，所有匹配点上的视差均应为零；压缩比大于 1时，右影像上的像素就会因灰度改变造成位置偏移，因而再进行高精度的影像匹配就会形成视差；根据数字摄影测量原理，利用最小二乘匹配对压缩后的遥感影像进行评价，其具体的实现步骤为首先建立最小二乘影像匹配的基本误差方程ν = c1dh0+c2dh1+c3da0+c4da1+c5da2+c6db0+c7db1+c8db2- Δ g (1)其中，C1. . . C8为误差方程式的系数，dh0, dhi; da0, . . . Cfc2为由压缩造成的影像像素位移改正参数；记压缩前影像的像素坐标值为( ，y0)，压缩后该像素的坐标值为(xd，yd)，根据影4像匹配基本误差方程进行高精度最小二乘匹配，获取像素在压缩后影像中的最终坐标(xd， yd)； 设定限差并计算匹配结果；统计像素位移小于给定限差的数量占匹配影像中参加匹配的像素个数的比例，该比例可从整体上反映上述压缩方法保持定位精度的程度；5)、将误差统计结果与影像精度质量标准进行比较，将符合精度指标的压缩后的遥感影像存入系统指定的图像存储区域，并将评价结果数据存入系统指定的另一数据存储区域。本专利技术采用上述技术方案将达到如下的技术效果本专利技术的评价数据压缩对遥感影像定位精度影响的方法，是利用图像匹配理论， 利用JPEG标准图像压缩方法实现遥感影像数据压缩，然后利用最小二乘匹配的定量评估不同压缩比对遥感影像定位精度影响；本专利技术方法可以作为一种科学的、客观的评价解压图像畸变程度的一种定量方法，使得定量评价图像压缩对定位精度的影响成为可能。附图说明图1为评价数据压缩对遥感影像定位精度影响的方法的流程图；图2为原始载体遥感影像；图3为进行不同压缩比后的遥感影像；图4为以不同压缩比进行压缩后的误差分布结果。具体实施例方式本专利技术提供了，如图1，具体步骤如下1)、进行系统初始化；之后，进入步骤2)；2)、获取遥感影像实验数据，获取的数据放入指定的系统数据存储区域；之后，进入步骤3)；其中，本实施例中，遥感影像是从卫星应用地面站获得的地面遥感影像，数据为 *. bmp格式的数字图像，大小256X256像素，如图2所示；3)、读取系统数据存储区域中的原始载体遥感影像数据，使用JPEG压缩方法，在设定压缩比下进行压缩，将压缩后的遥感影像数据放入指定的系统数据存储区域其中；之后，进入步骤4)；4)、读取系统数据存储区域中的原始载体遥感影像及其对应的压本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种评价数据压缩对遥感影像定位精度影响的方法，其特征在于：具体步骤如下：１）、进行系统初始化；之后，进入步骤２）；２）、获取原始遥感影像数据，获取的数据放入指定的系统数据存储区域；之后，进入步骤３）；３）、读取系统数据存储区域中的原始遥感影像数据，使用ＪＰＥＧ压缩方法，在设定压缩比下进行压缩，将压缩后的遥感影像数据放入指定的系统数据存储区域；之后，进入步骤４）；４）、读取系统数据存储区域中的原始遥感影像及其对应的压缩后的遥感影像数据，把原始影像和压缩后的影像作为对比影像对，进行最小二乘匹配，计算匹配误差，统计误差分布结果；①从人眼视觉的角度对压缩后的遥感影像进行评价，在此步骤中，可以让多个观察者根据一些事先规定的评价尺度或自己的经验，对影像的畸变程度进行主观视觉评价，对所有观察者给出的分数进行加权平均，所得到的结果即为影像的主观质量评价；②根据数字摄影测量原理，利用最小二乘匹配压缩的遥感影像进行评价，这里将参与匹配的原始影像和解压影像称为匹配图像，将原始遥感影像作为匹配图像中的左像，解压后的影像作为右像，利用高精度最小二乘影像匹配在上述对比影像对中的设定范围内进行匹配，然后统计匹配结果所造成的左右视差与上下视差，用视差小于设定限差的像素所占的百分比从总体上度量压缩对定位精度的影响；如果在右像内压缩比为１，那么左右影像完全一样，无论用任何匹配方法进行匹配，所有匹配点上的视差均应为零；压缩比大于１时，右影像上的像素就会因灰度改变造成位置偏移，因而再进行高精度的影像匹配就会形成视差；根据数字摄影测量原理，利用最小二乘匹配对压缩后的遥感影像进行评价，其具体的实现步骤为：首先建立最小二乘影像匹配的基本误差方程：ｖ＝ｃ１ｄｈ０＋ｃ２ｄｈ１＋ｃ３ｄａ０＋ｃ４ｄａ１＋ｃ５ｄａ２＋ｃ６ｄｂ０＋ｃ７ｄｂ１＋ｃ８ｄｂ２－Δｇ （１）其中，ｃ１．．．ｃ８为误差方程式的系数，ｄｈ０，ｄｈ１，ｄａ０，．．．ｄｂ２为由压缩造成的影像像素位移改正参数；记压缩前影像的像素坐标值为（ｘ０，ｙ０），根据影像匹配基本误差方程进行高精度最小二乘匹配，获取像素在压缩后影像中的最终坐标（ｘｄ，ｙｄ）；定义像素移位：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；ｙ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）设定限差并计算匹配结果；统计像素位移小于给定限差的数量占匹配影像中参加匹配的像素个数的比例，该比例可从整体上反映上述压缩方法保持定位精度的程度；５）、将误差统计结果与影像精度质量标准进行比较，将符合精度指标的压缩后的遥感影像存入系统指定的图像存储区域，并将评价结果数据存入系统指定的另一数据存储区域。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：耿则勋，王慧，陈波，王振国，陈路，宋向，
申请(专利权)人：耿则勋，王慧，
类型：发明
国别省市：41
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