高光譜圖像無損壓縮算法的dsp優(yōu)化實(shí)現(xiàn)-計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究

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1、第25卷第1期計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究Vol.25,No.12008年1月ApplicationResearchofComputersJan.2008倡高光譜圖像無損壓縮算法的DSP優(yōu)化實(shí)現(xiàn)11,21何岳,王素玉,沈蘭蓀(1.北京工業(yè)大學(xué)信號(hào)與信息處理研究室,北京100022;2.河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院,河北保定071002)摘要:基于TI公司的TMS320DM642高性能DSP芯片,實(shí)現(xiàn)了一種新的針對(duì)高光譜圖像數(shù)據(jù)特點(diǎn)提出的基于三維自適應(yīng)預(yù)測(cè)的高光譜圖像無損壓縮算法,并通過對(duì)算法在語言和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化,大大提高了算法的執(zhí)行效率,為高光譜技術(shù)的推廣和發(fā)展提供了重要的經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2、表明,優(yōu)化后的代碼執(zhí)行速度是優(yōu)化前的18暢72倍,是PC機(jī)上運(yùn)行速度的2.281倍。關(guān)鍵詞:高光譜圖像;無損壓縮;自適應(yīng)預(yù)測(cè);數(shù)字信號(hào)處理器中圖分類號(hào):TP391   文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1001唱3695(2008)01唱0178唱03Losslesscompressionalgorithmofhyper唱spectralimageriesbasedondigitalsignalprocessor11,21HEYue,WANGSu唱yu,SHENLan唱sun(1.Signal&InformationProcessingLab,BeijingUniversityo

3、fTechnology,Beijing100022,China;2.CollegeofElectronic&InformationEn唱gineering,HebeiUniversity,BaodingHebei071002,China)Abstract:Anewlosslesscompressionalgorithmofhyper唱spectralimagebasedon3DadaptivepredictionwasrealizedonTMS320DM642,ahighperformancedigitalsignalprocessorofTexasInstrument

4、sCorp.Byoptimizingitsalgorithmiclanguageandconfiguration,theworkingefficiencyoftheprogramwasgreatlyimproved.Thisresearchmadesignificantcontributionstobothdevelopingthehyper唱spectraltechnologyandpromotingitsapplication.Theexperimentalresultsshowtheoptimizedpro唱gramcanrunatthespeed18.72tim

5、esfasterthanthatnon唱optimizedoneonDSPplatform,and2.281timesfasterthantheal唱gorithmonpersonalcomputer.Keywords:hyper唱spectralimage;losslesscompression;adaptiveprediction;DSP隨著具有數(shù)百波段的成像光譜儀的迅速發(fā)展,其信號(hào)采樣據(jù)樣本表示連續(xù)變化的自然物理過程。該方法是最古老也是分辨率和光譜分辨率不斷提高,記錄的遙感數(shù)據(jù)海量增加,而最成功的壓縮方法之一,是無損壓縮編碼的一個(gè)重要方向。傳且對(duì)于某些應(yīng)用,常常需

6、要對(duì)遙感平臺(tái)上拍攝的原始圖像進(jìn)行統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法中,預(yù)測(cè)系數(shù)一般是固定的,但是不同圖像的特[2]實(shí)時(shí)計(jì)算和處理,這就帶來了對(duì)遙感圖像進(jìn)行高效和高速無損點(diǎn)不同,不同的相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)不同的最佳預(yù)測(cè)系數(shù)。[1]壓縮的雙重挑戰(zhàn)。因此有必要找到一種適合遙感圖像的無本文實(shí)現(xiàn)的三維自適應(yīng)預(yù)測(cè)算法正是從這點(diǎn)出發(fā),通過具損壓縮算法,并將該算法在遙感平臺(tái)上快速地實(shí)現(xiàn),以滿足遙有自學(xué)習(xí)能力的感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,在對(duì)高光譜圖像的編碼感技術(shù)發(fā)展的新需要。過程中,根據(jù)預(yù)測(cè)誤差的大小自適應(yīng)地調(diào)整預(yù)測(cè)系數(shù),從而提[3]在以往的工作中,針對(duì)高光譜圖像數(shù)據(jù)特點(diǎn)提出的一種基高壓縮效率。此外,由于算法采用如圖1所示

7、的預(yù)測(cè)模型,于三維自適應(yīng)預(yù)測(cè)的無損壓縮算法具有良好的壓縮性能,在壓并且在預(yù)測(cè)前進(jìn)行了波段排序,對(duì)去除高光譜圖像的譜間冗余縮效率上相對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中最優(yōu)的JPEG唱LS算法仍有一定的同樣有很好的效果。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,該算法能有效地去除高光譜優(yōu)勢(shì),并且算法復(fù)雜度適中,適于硬件實(shí)現(xiàn)。DSP系統(tǒng)具有極圖像的空間和譜間相關(guān)性;對(duì)128波段的OMIS唱I高光譜圖像快的運(yùn)算速度、驚人的處理能力,能滿足對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理進(jìn)行無損壓縮,算法的平均比特率為2.97bpp,與JPEG唱LS算[4]的要求;并且體積小、功耗低,能實(shí)現(xiàn)脫機(jī)運(yùn)行,特別適合遙感法相比,降低了

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