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基于二维小波变换的智能交通系统数据压缩 1 肖扬 谢玉明 曹振臻 北京交通大学 信息科学研究所（北京 100044） 摘要：主要研究了基于二维小波变换的交通数据压缩与解压缩技术。给出城市智能交通系统的构成，基于 小波变换的交通数据压缩编码原理；采用北京三环路检测断面测得的交通数据，验证所提出的算法可得到 良好的数据压缩结果。 关键词：交通系统、数据压缩、二维小波变换 The Traffic Data Compression and Decompression for Intelligent Traffic Systems Based on 2-D Wavelet Transformation XIAO Yang XIE Yu-ming CAO Zhen-zhen Institute of Information Science, Beijing Jiaotong University Beijing 100044, P. R. China E-mail: Abstract：The traffic data compression and decompression based on 2-D wavelet transformation technology have been studied. The composition of urban intelligent traffic systems and the principle of traffic data compression based on wavelet transformation coding have been introduced. The traffic data from the 65 measured sections of Beijing#039;s third-wreath road has been adopted, good compression results have been obtained by using the algorithm presented in the paper. Keywords: Traffic system, data compression, 2-D wavelet transformation 1. 引言 智能交通系统将促进交通系统的管理和优化，而每天产生的大量交通数据必须要对其进行有效的数据 压缩，才能进行处理、分析和存储。由于交通控制系统产生的数据量特别庞大，如果不对其进行有效的压 缩就难以得到实际的应用。因此，本文的研究工作正是对交通数据进行压缩与解压缩处理，使交通数据易 于存储和传输。交通数据压缩就是用最少的数码来表示信号，其作用是能较快地传输各种信号。通信时间、 传输带宽、存储空间都可能与数据压缩的效果直接相关。数据压缩的基本理论最初来源于仙侬的信息论： 信源的熵是信源无失真编码的极限，也就是说，不论采取何种压缩算法，其压缩后的数码率不会小于该数 据的熵，如果小于的话，那么这种压缩必然是失真的，而对信源进行有失真编码时，又要遵循信息论中率 失真函数的关系[7-9]。 信源编码主要解决有效性问题。通过对信源的压缩处理，力求用最少的数码传输最大的信息量，使信 号更适宜传输，从信息论角度看，信源编码的主要目的就是要解决数据的压缩问题，它构成了数据压缩的 理论基础。首先,数据中间常存在一些多余成分，即冗余度。如在一交通数据文件中，某些符号要比其它 __________________________________________________________________________________________ * 科技部“十五”国家科技攻关计划重大项目： 智能交通系统数据管理技术研究，2002BA404A05. 作者简介：肖扬，（1955-）男，北京人，博士，教授，博士生导师。 _______________________________________________________________________________.paper.edu 2 符号频率高得多地重复出现或一些字符总在数据块中某一可预见的位置上出现。这些冗余部分便可在数据 编码中除去或减少。冗余度压缩是一个可逆过程，因此叫做无失真压缩，或称保持型编码。其次，数据中 间尤其是相邻的数据之间常存在着相关性：如交通信号具有一定的规律性和周期性等等。因此，有可能利 用某些变换来尽可能地去掉这些相关性。但这种变换有时会带来不可恢复的损失和误差