王建新 朱 恩 刘文松 祁友杰



基于JPEG2000的遥感图像感兴趣区域编码新算法及其VLSI设计

王建新 朱 恩*刘文松 祁友杰

(东南大学信息科学与工程学院 南京 211100)

为解决空间遥感图像数据量及信道带宽之间的矛盾，该文提出一种基于JPEG2000的感兴趣区域(Region Of Interest, ROI)编码算法。主流的JPEG2000 ROI编码算法难以兼顾ROI质量和系统计算量，且在低码率编码时有完全丢失背景的隐患。该算法通过精确控制各子带中背景系数的精度，使ROI分配到更多码流。并引入了人眼视觉特性，使较少的背景码流产生尽量好的视觉效果。另外，根据该算法提出了针对矩形ROI的超大规模集成电路(VLSI)设计，此设计经过简单调整，亦可适用于主流的ROI编码算法。测试结果表明，该算法在ROI质量和重建图像视觉效果上均表现优异，且支持任意形状ROI编码，兼容JPEG2000协议。该VLSI设计仅使JPEG2000系统运行时间增加一个周期，具有极高的吞吐率，可满足实时处理要求。

遥感图像；感兴趣区域编码；JPEG2000；人眼视觉特性；超大规模集成电路

1 引言

(Region Of Interest, ROI)编码是国际最新的静态图像编码标准JPEG2000的一大亮点，在与目标识别相关的遥感类应用上[1,2]，ROI编码可提供一种兼顾图像编码质量和传输效率的解决策略，即在保持图像压缩比不变的前提下，对ROI进行高质量编码，仅保留少量背景信息用于和已有的卫星图像进行比对。ROI是指人们感兴趣或者对具体应用很重要的图像区域，图像其他区域则称作背景。

JPEG2000感兴趣区域编码的主流算法是基于小波系数提升，即量化后小波子带中ROI系数的位平面上移，使其在位平面编码(Bit-Plane Coding, BPC)和算术编码(Arithmetic Coding, AC)时被优先编码，进而在优化截断时被优先保留。……