【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像压缩技术，具体涉及一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，属于图像通信领域。
技术介绍
1、随着人类对地球的探测以及对高空间分辨率、高时间分辨率的成像需求，卫星遥感技术也飞速发展。目前大部分卫星的观测对象是地球，并且会以一定的周期重复访问。卫星的不断重复访问导致解码端生成了时间序列上的一系列图像即多时相图像，这些图像具有高度的相关性，而通常在进行编解码时未能充分利用解码端资源，导致了大量数据的浪费。分布式编码(distributed source coding，dsc)是针对编码端资源有限但解码端资源丰富的应用而产生的一种编码方案，其编码对象是两个或者多个有相关性的信源。分布式编码对这些信源进行独立的编码，通过信道传输，将多个信源的码流汇聚到同一个解码端进行联合解码，通过在解码端的联合解码去除信源之间的相关性。对于多时相图像而言，其在卫星环绕的不同时期拍摄而成，因此，在编码第n次环绕拍摄的图像时，解码端已经具有前面时间拍摄的卫星图像，这些多时相图像具有高度的相关性。目前的编码方法如jpeg2000没有利用多时相图像的时间相关性，因此无法达到较高的压缩性能，针对多视点图像压缩的主流方法在编码端进行块搜索再对压缩后的图像进行视差补偿，增加了编码端的负担。而分布式编码却可以充分利用已经解码的图像信息进行预测获得边信息，从而提升压缩效率。因此研究一种有效的分布式多时相图像压缩方案在当今数据泛滥的时代是非常具有实际意义的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了
2、本专利技术的基本思想是利用相邻块的位置一致性，将不能通信的待编码图像和解码端图像通过相邻块联系起来，通过对相邻块进行配准得到其几何变换模型参数，应用到当前块中。具体主要包括以下过程步骤：
3、(1)选取1024*512大小的图像并将其分为k块和wz块，其中k块、wz块大小均为512*512，并将k块进行jpeg2000编解码，将解码后的k块在解码端进行最相似图像检索；
4、(2)将检索到的最相似图像k1块与k块进行几何变换模型参数的求解，利用图像相邻块相对位置的一致性，将结果[a11,a12,tx；a21,a22,ty；0,0,1]应用到相邻块w1上；
5、(3)将wz块进行二维小波变换和比特面分解得到二进制码流，将码流进行低密度奇偶校验累积(ldpca:low-density parity-check accumulation codes)编码；
6、(4)由于不同时间拍出来的图像受天气变化以及光照环境等的影响存在一定色差，因此对k块和k1块的非0像素值做颜色校正，最后将预测系数应用到配准后的相似图像w1块上；
7、(5)将颜色校正后的相似图像块作为边信息辅助wz块解码，将解码后的码流进行比特面合并和二维反小波变换得到最终的重建图像。
8、本专利技术的上述技术方案中，所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，利用相邻块的位置一致性和色差一致性，将相邻块的几何变换参数和色差系数应用到当前块以充分利用多时相图像的时间相关性和空间相关性。
9、本专利技术的上述技术方案中，所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，不同于jpeg2000只去除了多时相图像的空间冗余，本专利技术方法利用多时相图像的时间相关性，将已解码的图像在解码端检索并加以预测生成高质量的边信息，因此本专利技术方法能减少编码当前图像所需的码率，在压缩图像具有相同客观质量的条件下，可以节省更多码率。
10、根据本专利技术的上述方法可以编制执行上述一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置。
11、本专利技术是基于以下思路分析而完成的：
12、由于多时相图像拍摄的特殊性，不同时间拍摄的图像所处位置不同，因此，本专利技术利用分布式编码的方式通过已解码块在解码端搜寻最相似块作为边信息辅助待解码块解码，从而将位于编码端和解码端不同时间拍摄的图像连接起来。将待编码图像以中线为中心一分为二，其中一块作为k块，另外一块作为wz块。然后k块采用jpeg2000进行压缩和解压缩，得到k块的重建值，k块在解码端搜寻并和解码端的图像联系起来。wz块进行二维小波变换，然后对得到的小波系数分别进行比特面分解，得到二进制数据流i∈[1,m*n]，bit代表比特平面数，m为图像的宽，n为图像的长，接着对二进制数据流按比特面从高到低的顺序进行低密度奇偶校验累积信道编码，得到的校验信息被储存到缓冲器中。wz块的解码利用k块生成的边信息进行辅助解码，边信息的具体生成方式如下：
13、设f(i,j)为参考图像像素值(i∈[1,m],j∈[1,n])，g(i,j)为待配准图像像素值(i∈[1,m],j∈[1,n])。
14、1)将k块解码后的图像在解码端按照下述公式进行相似图像检索：
15、
16、其中为参考图像的像素均值，为待配准图像的像素均值，r越大，相关性越高，越方便后续边信息的生成。
17、2)将检索出来的图像k1块与k块进行配准以得到其几何变换模型参数，由于卫星传感器距离地面较远，因此可以采用仿射变换来近似两幅图像的空间变换关系。仿射变换有6个自由度：tx和ty为横向和纵向的平移像素点数，a11、a12、a21、a22为缩放、旋转参数。
18、
19、其中(x,y)是待配准图像的坐标，(u,v)表示参考图像的坐标。多时相图像拍摄间隔较长，采取基于特征的图像配准更能准确地描述图像之间的变换关系。先对参考图像和待配准图像进行高斯尺度空间极值点检测，高斯尺度空间图像为
20、l(x,y,σ)＝g(x,y,σ)*i(x,y) (3)
21、其中，i(x,y)表示原始输入图像，*表示卷积操作，g(x,y,σ)表示二维高斯核函数，σ表示高斯函数标准差，g(x,y,σ)定义如下：
22、
23、将生成的高斯尺度空间进行差分得到高斯差分尺度空间即
24、d(x,y,σ)＝l(x,y,kσ)-l(x,y,σ) (5)
25、在高斯差分尺度空间进行极值点检测，将当前点与周围8个像素点和上下尺度各9个像素点共26个像素点进行极值检测作为初始候选特征点，再对对比度较低的点进行删除，特征点的梯度幅度和梯度方向用以下公式来描述：
26、
27、
28、对图像进行基于欧氏距离的特征点匹配，将参考图像中的特征点和待配准图像的的所有特征点进行特征点描述子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于主要包括以下过程步骤：
2.如权利要求1中所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于利用分布式编码的方式通过已解码块在解码端搜寻最相似块作为边信息辅助待解码块解码，从而将位于编码端和解码端不同时间拍摄的图像连接起来。
3.如权利要求1中所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于利用相邻块相对位置的一致性，对已解码图像块进行配准并将几何变换模型参数应用到相邻块中，从而实现待编码图像的间接校正。
4.如权利要求1中所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于步骤(3)中将参考图像待配准图像通过预留一定容错空间的方式对图像进行预测，待配准图像和参考图像选取大小为512*512，最后参加预测的图像块大小为400*400，防止配准后产生的大量没有参考像素的0值点对预测系数造成干扰。
5.一种用于执行权利要求1至4所述的基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置。
【技术特征摘要】
1.一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于主要包括以下过程步骤：
2.如权利要求1中所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于利用分布式编码的方式通过已解码块在解码端搜寻最相似块作为边信息辅助待解码块解码，从而将位于编码端和解码端不同时间拍摄的图像连接起来。
3.如权利要求1中所述的一种基于仿射不变的分布式多时相图像压缩方法和装置，其特征在于利用相邻块相对位置的一致性，对已解码图像块进行配准并将几何变...
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