Resumen de Efectos de la compresión de imágenes con pérdida (jpeg y jpeg2000) en la clasificación digital de cultivos y zonas forestales

Alaitz Zabala Torres, Xavier Pons, Gerard Moré Gómez, Pere Serra Ruiz

• español

  Los formatos de compresión con pérdida (p.ej., JPEG y JPEG2000) permiten elevadas compresiones con una calidad de la imagen notable para ratios de compresión moderadas. Ha habido pocos análisis cuantitativos de las implicaciones de estas compresiones en la cartografía obtenida a partir de estas imágenes. Este estudio pretende valorar la influencia de esta compresión sobre la clasificación digital. Se emplean dos áreas con diferentes niveles de fragmentación espacial para cada uno de los tipos de uso de suelo estudiados (campos de cultivo y áreas forestales). Cada una de estas áreas se analiza utilizando cuatro o cinco escenas de imágenes Landsat (2002-2004) otras variables. Los algoritmos de compresión/descompresión utilizados son la implementación de JPEG de MiraMon y BOI para JPEG2000. Las imágenes originales presentan áreas sin datos que no todos los programas de compresión/descompresión utilizados son capaces de tratar, por lo que es necesario eliminarlos de las imágenes antes de la compresión. Para la validación del efecto de la compresión se evalúa la calidad de una clasificación híbrida, consistente en una modificación de IsoData seguida de un reclasificación automática ponderada basada en áreas de verdad terreno. Dicha evaluación se realiza con un segundo conjunto de áreas verdad terreno. Los resultados muestran la influencia de la compresión en la calidad tanto desde una perspectiva “por píxel” como en cuanto a la homogeneidad de los polígonos obtenidos. El área clasificada (clasificaciones con variables radiométricas) aumenta a niveles de compresión altos (menor aumento para JPEG20000, especialmente en áreas fragmentadas) pero disminuye al usar clasificaciones con variables topo-climáticas. Por otra parte, el acierto global disminuye a niveles de compresión altos, aunque el punto de inflexión ocurre en situaciones diferentes dependiendo del formato de compresión. Por regla general, JPEG2000 da resultados mejores tanto cuantitativamente (acierto y área clasificada) como visualmente (imágenes con menos efecto de sal y pimienta).

• English

  Lossy compression formats (e.g. JPEG and JPEG2000) achieve very high compression ratios with no appreciable loss of image quality, at least for moderate compression ratios. In spite of the spectacular nature of the compression ratios achieved, there has been little quantitative analysis of the implications of these compressions in the cartography obtained from these images. This study aims to assess the influence of this compression on digital classification. Two areas with different levels of space fragmentation are used for each of the land covers used (forest and crops areas). Each of these areas is analyzed using four or five scenes of Landsat images (2002-2004) and other variables. The used algorithms of compression/decompression are the JPEG MiraMon implementation and BOI for JPEG2000. Original images present areas without data which not all the used programs of compression/decompression are capable of treating, therefore it is necessary to eliminate them from the images before the compression. For the validation of the compression effects, the quality of a hybrid classification is evaluated, consistent in a modification of IsoData followed by an automatic reclassification based on ground truth areas. The evaluation is carried out with a second set of ground truth areas. The results show the influence of the compression in the quality both from a “by pixel” perspective and regarding the homogeneity of the obtained polygons. The classified area (classifications with radiometric variables) increases at high compression levels (minor increase for JPEG2000, especially in fragmented areas) but decreases when using classifications with topo-climatic variables. On the other hand, the global image accuracy decreases at high compression levels, although the inflection point appeared at different CR depending on the compression format. As a rule, the JPEG2000 format gives better results quantitatively for forests (accuracy and classified area) and visually (images with less “salt and pepper” effect) for both land covers.