[发明专利]超光谱信号的快速差值矢量量化压缩编码方法

权利要求书

1.一种差值矢量量化的超光谱信号快速编码方法，其特征在于，读取超光谱数据源，得到初次矢量量化的初始码书，根据图像压缩质量设置最大迭代次数或失真阈值；计算训练矢量X和当前码字Y_b的欧氏距离，根据欧氏距离确定训练矢量的最佳匹配码字，依次将训练矢量划分到它所对应最佳匹配码字的胞腔中，直到划分完所有的训练矢量，最后用胞腔的质心来更新当前最佳匹配码字；用初次矢量量化的生成码书及训练矢量对应的最佳匹配码字的索引重构图像，并经过哈达玛反变换及降维生成空域恢复图像，将原始图像与空域恢复图像作差生成差值图像，获得差值矢量量化的初始码书；搜索差值训练矢量的最佳匹配码字，依次将训练矢量划分到它所对应的胞腔中，直到划分完所有的训练矢量，最后用胞腔的质心来更新当前最佳匹配码字获得差值矢量量化的最终码书；当累计迭代次数达到设定的最大迭代次数或最近两次平均失真的相对误差值小于设置的失真阈值，打包差值矢量量化的最终码书以及所有矢量最佳匹配码字的索引值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取初始码书具体为：对超光谱数据源矩阵进行哈达玛变换得到的矢量数据按照第一维分量值的大小进行升序排列，获得排序后索引值，然后对排序后的矩阵平均分组，依次选取每组第一个矢量作为初次矢量量化的初始码书。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得差值矢量量化的初始码书具体包括，对差值图像矩阵进行哈达玛变换，将变换后矢量数据按照第一维分量值进行升序排列，获得排序索引，然后平均分组，依次选取每组首矢量得到差值矢量量化的初始码书。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于单次差值矢量量化，生成初始码书具体为：读取超光谱图像构建3维矩阵，将其转化为2维矩阵B；使B的行向量的维数转化成2的整数次幂的维数得到矩阵B’；对矩阵B’进行哈达玛变换，将变换后的矩阵按照第一维分量值对矢量进行升序排列，获得矢量排序后的矩阵E并记录此时排序索引I₁；对矩阵E按行根据码书尺寸N₁平均分组，依次选择每组首矢量生成初次矢量量化的初始码书。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于单次差值矢量量化，获得差值矢量量化的初始码书具体为：利用原始图像B和恢复图像生成2维差值图像CZ；判断差值矩阵CZ的维数是否为2的整数次幂，如果不是，将差值矩阵行向量转化为2的整数次幂的矩阵CZ’； 对CZ’进行哈达玛变换，将变换后的差值矢量的第一维分量值进行升序排列，获得矢量排序后的矩阵CZ_E为差值矢量量化训练矢量集，并记录此时排序索引CZ_I₁；对矩阵CZ_E按行根据差值矢量量化的码书尺寸N₂平均分组，依次选择每组首矢量生成差值矢量量化的初始码书。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将欧氏距离作为当前最小失真D_min，将码字Y_j与训练矢量X₁比较，如果满足D₁=(X₁-Y_j1)²≥D_min，排除码字Y_j；否则，根据公式D2=(X₁-Y_j1)²+(V_X-V_j)²计算，如果满足D₂≥D_min，则排除码字Y_j，其中；否则，根据公式,1≤q≤M计算部分失真，将q的取值从1逐渐增加到M，一旦D_q(X,Y_j)≥D_min，就排除码字Y_j，其中，M为矢量的维数。