臺灣博碩士論文加值系統

應用JPEG2000於航空影像壓縮
學生：吳鴻謙 指導老師：史天元
交通大學土木工程學系
摘要
本研究針對JPEG2000影像壓縮格式應用於數值航空影像。以主觀評比、客觀影像品質指標（如SNR、PSNR、RMSE、Entropy、平滑化與銳化指標）和DSM匹配成功率，比較JPEG與JPEG2000影像壓縮格式對數值航空影像的影響。接著針對JPEG2000影像壓縮格式，在不同影像內涵物的情況下是否會有不同的影響。最後對不同壓縮比的航照影像，以商業軟體生成DSM，比較其DSM匹配成功率。
實驗影像是以民國九十年在竹北地區所拍攝的五千分之一的黑白航空影像，DSM生成軟體則是以PCI Geomatica OrthoEngine所生成，JPEG2000影像壓縮格式，則是以JasPER所產生。
經實驗發現壓縮率大於30，JPEG2000比JPEG更能提供良好的影像品質；且對影像影響的程度較JPEG小，能夠提高DSM匹配成功率。不同影像內涵物對JPEG2000壓縮也會有不同的表現。

Using JPEG2000 in Aerial Photo Compression
Student：Houn-Chien Wu Advisor：Tian- Yuan Shih
Department of Civil Engineering
National Chiao Tung University
Abstract
In this study, the performance of JPEG2000 is evaluated for aerial photo image compression. First, evaluation is performed on the full scene of the photos based on visual analysis and some indices are computed for different ratios with both JPEG2000 and JPEG, including SNR, PSNR, RMSE, Entropy, etc. Second, some objects selected in the scene are studied. Finally, the effects of different compression ratios of JPEG2000 on DSM auto-matching procedure are evaluated by using a commercial software.
We can conclude from this study, that when the compression ratio is greater than 30, JPEG2000 can provide better image quality than JPEG can. The image quality indices of JPEG2000 will vary based on the content of JPEG2000. Compared to JPEG, the JPEG2000 has less influence on the image quality and increases the matching ratio for DSM production.

目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
表目錄 Ⅸ
第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究方法與內容 1
1-3 文獻回顧 3
1-4 論文架構 4
第二章 影像壓縮技術介紹 5
2-1 轉換（Transform） 5
2-1-1 離散餘旋轉換（Discrete Cosine Transform） 5
2-1-2 小波轉換 6
2-1-3 離散小波轉換（Discrete Wavelet Transform） 7
2-2 量化（Quantization） 8
2-3 編碼（Coding） 8
2-3-1 LZW（Lempel-Ziv-Welch Encoding） 9
2-3-2 RLE（Run Length Encoding） 9
2-3-3 Entropy Coding 9
2-3-3-1 Huffman Coding 9
2-3-3-2 Arithmetic Coding 10
2-4 JPEG 10
2-5 JPEG2000 11
2-5-1 JPEG2000壓縮步驟 12
2-5-2 JPEG2000特色 14
2-6 以小波為基礎的壓縮程式 17
2-6-1 ECW（Enhanced Compressed Wavelet） 17
2-6-2 Mr.Sid 18
2-6-3 LuraWave 18
2-7 JPEG2000 壓縮軟體 20
2-7-1 JasPer 20
2-7-2 KaKaDu 21
第三章 影像品質評估方式 22
3-1 傳統影像評估指標 22
3-2 銳化與平滑化指標 24
3-3 DSM匹配成功率 25
第四章 實驗成果與分析 26
4-1 軟體比較 26
4-1-1 主觀評比 27
4-1-2 客觀影像品質指標 28
4-2 1/5000航照影像 29
4-2-1 主觀比較 30
4-2-2 客觀影像指標 31
4-2-3 平滑與銳化指標 36
4-3 不同影像內涵物 38
4-4 DSM匹配成功率 44
第五章 結論與建議 46
參考文獻 46
附錄A：JPEG2000浮點濾波器 49
附錄B：JPEG2000整數濾波器 50
附錄C：問卷 51
附錄D：JasPer使用簡介 53

參考文獻
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