多光谱图像被广泛应用在环境监测、地质、气象、医学和军事等领域。它作为一种三维图像,其海量的数据导致在有限带宽信道上传输和存储非常困难,因此必须对它进行有效的压缩编码。本文系统地介绍了作者近年来在多光谱图像压缩编码领域的主要研究工作和成果,重点对基于小波变换的三维嵌入编码技术进行了深入的理论分析和应用研究。本文的主要创新性成果如下: 1.提出了一种基于四叉树优化的SPECK零块编码算法。该算法通过分析零块中各子块上下文关系,减少了零块编码中重要块和系数四叉树分裂的比特输出。利用新的链表生成和不重要集合排序策略,避免了零块的复杂排序。实验表明,改进后的算法有效提高了图像编码性能和运算效率。 2.提出了一种基于Karhunen-Loeve变换和小波变换的三维零块(KLT/WT-3DSPECK)多光谱图像编码算法。该算法对多光谱图像的空间域和频谱域分别采用二维小波变换和KL变换,并利用改进的三维零块算法对变换后的子带系数进行编码。实验结果表明该算法明显优于KLT/WT-3DSPIHT、AT-3DSPIHT和3DSPECK等算法,同时该算法还支持图像的渐进传输。 3.提出了一种基于非对称小波变换的三维零块分裂算法(AT-3DSPECK)。该算法对多光谱图像的谱方向采用小波包变换,并根据变换后系数能量分布特点,设计了新的三维零块分裂和三维Octave子带分裂方法。通过采用零块优化排序的快速算法,进一步提高了编码速度。实验结果显示,AT-3DSPECK不仅编码性能明显优于AT-3DSPIHT等算法,而且编码速度也提高两倍左右。 4.提出了一种基于快速无损掩码变换的任意形状ROI零块编码算法(AT-3DSPECK-ROI),该算法采用提升步骤生成无损ROI形状掩码,通过对ROI系数的比特面提升,实现ROI区域的优先编码。结果表明,AT-3DSPECK-ROI算法的编码性能优于AT-3DSPIHT-ROI、3DSPIHT-ROI和JPEG2000-ROI等算法。 5.提出了一种基于形状自适应提升小波变换和三维零块编码的面向对象编码算法(OB-3DSPECK)。该算法仅对对象区域内的像素应用形状自适应提升小波变换,变换后的系数个数与原始图像中对象区域的像素个数相同,避免了滤波变换中复杂的边界扩展和卷积计算,通过分析形状掩码图像中无效系数的位置,取消了对象区域外无效块或系数的符号输出,实现了比OB-SPECK更高的编码性能。