本项目研究高分辨率图象数据压缩的光学实现方法。采用小波变换实现图象数据压缩是一种普遍采用的有效方法,但其所花的时间是制约高分辨率图象数据压缩的一个关键因素。采用光学小波变换代替通常的离散小波变换,将小波变换的时间提高到了光速的数量级。因此就可以大大节省图象数据压缩的时间,实现高分辨率图象数据的实时压缩。高分辨率图象数据的快速压缩在航天遥感技术如军事侦察卫星、资源监测卫星等领域具有广阔的应用前景。
为利用光学方法实现高分辨率图像数据压缩,建立了一套能够验证高分辨率图像数据压缩的光学实现的相关理论和方法的实际系统,包括基于相干光的光学4f系统、基于非相干光的散焦系统、光学暗室。研究了光学小波滤波器实现方式,包括光波导、光栅、全息法、胶片、空间光调制器(SLM),最终选择SLM作为光学小波滤波器主要实现方式;研究了光学小波变换的实现方法,根据光学小波变换系统、光学滤波器实现方式以及光学小波变换用于图像数据压缩的要求,针对SLM和CCD不能表示相位的问题,提出相应的光学小波滤波器设计方法,解决了光学系统中小波滤波器频域形式以及输出图像中的相位表达问题;针对相干光系统中相干噪声较大的特点,提出了白光与单色光混合的小波变换系统,并利用所构建的光学小波变换系统,成功实现多分辨率分析和Mallat算法;研究了适合光学小波变换的图像数据压缩方法,提出基于JPEG2000中的压缩算法EBCOT的改进图像数据压缩方法。此外,还完成了与光学小波变换相关的一些理论推导和系统构建方法,包括光学小波变换中的图像处理、光学实验中定位精度的提高、提高光学系统成像质量的方法以及提高图像质量的光学小波变换处理方法。