无损天文图像压缩与噪声的影响
天体物理仪器与方法
2015-05-13 v1
摘要
我们在大样本天文图像上比较了多种无损图像压缩方法，并展示了图像中的噪声量如何影响算法的压缩比和速度。在理想情况下，当图像像素值具有随机高斯分布时，每个像素的等效不可压缩噪声比特数由Nbits = log2(sigma * sqrt(12))给出，无损压缩比由R = BITPIX / Nbits + K给出，其中BITPIX是像素值的比特长度，K是衡量压缩算法效率的指标。我们使用GZIP压缩程序以及一种较新的FITS瓦片图像压缩方法（目前支持4种压缩算法：Rice、Hcompress、PLIO和GZIP），对大量整数天文CCD图像样本进行了图像压缩测试。总体而言，Rice压缩算法在压缩比和计算效率之间取得了最佳平衡；它比GZIP快2-3倍，压缩比大约高出1.4倍。Rice算法实现的压缩比是K=0的理想算法的75%–90%（取决于图像中的噪声量）。本研究中使用的图像压缩和解压缩实用程序（称为fpack和funpack）可从HEASARC网站公开获取。可以使用简单的命令行界面来压缩或解压缩任何FITS图像文件。
引用
@article{arxiv.0903.2140,
title = {Lossless Astronomical Image Compression and the Effects of Noise},
author = {W. D. Pence and R. Seaman and R. L. White},
journal= {arXiv preprint arXiv:0903.2140},
year = {2015}
}
备注
20 pages, 9 figures, to be published in PASP