Efficient coding and reconstruction for optical remote sensing images

Lei XIN; Feng LI; Xiao-tian LU; Zhi-yi ZHAO; Ji-jin ZHAO

doi:10.37188/OPE.20212912.2956

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Efficient coding and reconstruction for optical remote sensing images

Information Sciences | 更新时间：2022-01-07

- Efficient coding and reconstruction for optical remote sensing images
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 12, Pages: 2956-2963(2021)
- 作者机构：
  
  1.中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室，北京 100094
  2.北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192
  3.北京市遥感信息研究所，北京 100192
- 作者简介：
  
  E-mail： lifeng@qxslab.cn
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20212912.2956
  CLC： TP751.1
- Received：19 May 2021，
  
  Revised：28 June 2021，
  
  Published：15 December 2021
- 稿件说明：
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辛蕾,李峰,鲁啸天等.面向光学遥感影像的高效编码与重构[J].光学精密工程,2021,29(12):2956-2963.

XIN Lei,LI Feng,LU Xiao-tian,et al.Efficient coding and reconstruction for optical remote sensing images[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(12):2956-2963.
辛蕾,李峰,鲁啸天等.面向光学遥感影像的高效编码与重构[J].光学精密工程,2021,29(12):2956-2963. DOI： 10.37188/OPE.20212912.2956.

XIN Lei,LI Feng,LU Xiao-tian,et al.Efficient coding and reconstruction for optical remote sensing images[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(12):2956-2963. DOI： 10.37188/OPE.20212912.2956.

摘要

为了降低大面阵相机所面临的数据采集与传输压力，借鉴压缩感知理论，提出一种光学遥感影像高效编码与重构方法。首先，构建了空域与感知域联合的多域联合感知矩阵，在采样的同时实现压缩，获取多重压缩域信息。然后，面向多域压缩信息，提出一种基于Huber函数的重构方法，实现图像的快速和高保真重构。实验结果证明：本文所提出的光学图像高效编码与重构方法，PSNR和SSIM均优于JPEG压缩方法，针对吉林一号、单一目标红外影像、场景红外影像，PSNR达到40 dB，SSIM优于0.8。本文基于该方法设计了一套高效光学图像编码与重构系统，能够实现星上快速压缩和高保真重构的需求。

Abstract

Based on the theory of compressed sensing， a method for efficient coding and reconstruction of optical remote sensing images is proposed to reduce the pressure of data acquisition and transmission faced by large area scan cameras. First， a multi-domain perception matrix is constructed combining the spatial and compressed sensing domains. Compression is realized while sampling， and multiple compressed domain information is obtained. Then， for multi-domain compressed information， a reconstruction method based on the Huber function is proposed to rapidly reconstruct high fidelity images. The results of the optical image coding and reconstruction techniques proposed in this paper have higher structural similarity（SSIM） and PSNR compared to JPEG compression methods. Using images of the Jilin-1 satellite， single target and scene infrared images yields a PSNR reaching 40 dB and SSIM exceeding 0.8. Based on these findings， an efficient system for coding and restoring optical images is designed. The proposed system can meet the need for rapid compression and high fidelity reconstruction on the satellite.

关键词

Keywords

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