Hiperspektral görüntülerin dönüşüm temelli yöntemler ile sıkıştırılması
Compression of hyperspectral images by transformation based methods
Yazar: ERGÜN CAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KEMAL GÜLLÜ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Hiperspektral görüntüleme günümüzde farklı uygulama alanlarındaki kullanımı
sayesinde oldukça popüler bir konu haline gelmiştir. Gelişen uydu teknolojileri ve
algılayıcılarının yüksek irtifa araçlarında kullanılması ile birlikte kolaylıkla
alınabilen hiperspektral görüntüler; hedef, değişim ve anomali tespiti, sınıflandırma
ve bölütleme çalışmaları, yüzey ve atmosferik bileşenlerin analizi, toprak tipinin
incelenmesi, tarım ve orman izleme uygulamaları, askeri gözetim gibi çok geniş bir
uygulama alanına sahiptir. Fakat hiperspektral görüntüler kapladıkları büyük alanlar
nedeniyle iletim esnasında bant genişliği açısından veya depolama sırasında hafıza
boyutu gereksinimi açısından sorunlar oluşturmaktadır. Bu nedenle gerek iletimde
bant genişliğinin düşürülmesi gerekse verilerin saklanmasında depolama alanının
azaltılması için literatürde hiperspektral görüntü sıkıştırma konusu ortaya çıkmıştır.
Yüksek irtifa araçları vasıtasıyla alınan bu görüntülerin sıkıştırma işlemlerinin yine
bu araçlar üzerindeki gömülü sistemlerde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu
durumda sistem üzerinde çok güçlü donanım ve kaynakların olmadığı göz önüne
alınarak sıkıştırma yönteminin düşük işlemsel karmaşıklığa sahip olması ve
kolaylıkla entegre edilebilmesi beklenmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında
yüksek sıkıştırma oranlarına çıkabilen ve görece daha düşük işlemsel karmaşıklığa
sahip dönüşüm temelli sıkıştırma yöntemleri geliştirilmiştir.
Geliştirilen yöntemlerde, literatürdeki diğer yöntemler gibi yüksek sıkıştırma
oranlarında görüntü kalitesinde meydana gelen kaybın azaltılması amaçlanmıştır.
Önerilen bu yöntemler, literatürdeki diğer yöntemler ile karşılaştırılarak performans
analizi yapılmıştır. Ayrıca sadece sıkıştırma performansı değil hedef ve anomali
tespiti gibi uygulama alanlarındaki başarımı da irdelenmiştir.

Abstract:
Today, hyperspectral images have become a very popular subject thanks to their use
in different fields of application. Hyperspectral images can be easily received by
high-altitude vehicles with developing satellite technologies and sensors. These
images have a wide range of uses such as target, change and anomaly detection,
classification and segmentation studies, surface and atmospheric components, soil
type analysis, agriculture and forest surveillance applications, military surveillance.
However, hyperspectral images create problems in terms of bandwidth during
transmission or memory size requirement during storage due to the large areas they
occupy. Therefore, in the literaturei the subject of hyperspectral image compression
has emerged in order to reduce the bandwidth in transmission and to reduce the
storage space in data storage.
Compression of these images, taken by high-altitude vehicles, must also be
performed in embedded systems on these vehicles. In this case, considering that there
are not very strong hardware and resources on the system, the compression method is
expected to have low operational complexity and can be easily integrated. Therefore,
in this thesis, transformation based compression methods which can reach high
compression ratios and have relatively lower operational complexity have been
developed in a unique way.
In the developed methods, like other methods in the literature, it is aimed to reduce
the loss of image quality at high compression ratios. These methods are compared
with other methods in the literature and performance analysis is performed. In
addition, not only compression performance, but also performance in application
areas such as target and anomaly detection were examined.