COMPRESSION MULTISPECTRALE

Compression de données multiples

Afin de répondre aux besoins liés à la transmission, au traitement et au stockage des images multispectrales acquises par les satellites SPOT de nouvelle génération, ce projet vise à élaborer des algorithmes de compression optimaux dans des contextes sans perte et quasi sans perte, exploitant au mieux les redondances entre bandes spectrales.

Une étude bibliographique comparative visant à identifier une méthode de compression réversible de référence pour les images mono-bandes a fait apparaître que :

les prédicteurs optimaux alliés à un codeur arithmétique avec modélisation contextuelle fournissent les taux de compression moyens les plus élevés (2.74% pour les images SPOT-2/3, et 2.11% pour les simulations SPOT-5);
le prédicteur MAP combiné à un codeur de Rice conduit à des taux de 2.38% pour les images SPOT-2/3 et 2% pour les données simulées SPOT-5, compatibles avec les contraintes de complexité imposées par les plateformes embarquées;
les approches par ondelettes sont à réserver au seul cas où la structure hiérarchique sous-jacente est requise par un maillon de la chaîne de traitement d'images.

La modélisation, au niveau des schémas de compression, des caractéristiques intrinsèquement multispectrales des données dans des contextes sans perte et quasi sans perte a ensuite conduit au développement d'une approche 3D par coopération de 3 prédicteurs 3D autorisant la prise en compte des corrélations spectrales, et d’un codeur de Rice. Son évaluation sur une base d'images SPOT 2/3 a révélé une augmentation significative du taux de compression par rapport à la méthode monospectrale de référence (+18% pour les images SPOT 2/3, et +13% pour les données SPOT-5). En introduisant l'information spectrale de la bande panchromatique, les taux sont accrus de 10%.

Cette technique a été généralisée aux géométries en quinconce, conduisant à un accroissement des taux de compression d’au moins 16%. Enfin, une extension dans un contexte quasi sans perte avec étude comparée des performances au regard de la qualité des images ont été réalisées.

Participants : CNES