A Lightweight Contextual Arithmetic Coder for On-Board Remote Sensing Data Compression
Bartrina Rapesta, Joan (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria de la Informació i de les Comunicacions)
Blanes Garcia, Ian (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria de la Informació i de les Comunicacions)
Aulí Llinàs, Francesc (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria de la Informació i de les Comunicacions)
Serra Sagristà, Joan (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria de la Informació i de les Comunicacions)
Sanchez, Victor (University of Warwick. Department of Computer Science)
Marcellin, Michael W. (University of Arizona. Department of Electrical and Computer Engineering)

Date:	2017
Abstract:	The Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) has issued several data compression standards devised to reduce the amount of data transmitted from satellites to ground stations. This paper introduces a contextual arithmetic encoder for on-board data compression. The proposed arithmetic encoder checks the causal adjacent neighbors, at most, to form the context and uses only bitwise operations to estimate the related probabilities. As a result, the encoder consumes few computational resources, making it suitable for on-board operation. Our coding approach is based on the prediction and mapping stages of CCSDS-123 lossless compression standard, an optional quantizer stage to yield lossless or near-lossless compression and our proposed arithmetic encoder. For both lossless and near-lossless compression, the achieved coding performance is superior to that of CCSDS-123, M-CALIC, and JPEG-LS. Taking into account only the entropy encoders, fixed-length codeword is slightly better than MQ and interleaved entropy coding.
Grants:	Ministerio de Economía y Competitividad TIN2015-71126-R Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-691
Rights:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Published in:	IEEE transactions on geoscience and remote sensing, Vol 55, Issue 8 (August 2017) , p. 4825-4835, ISSN 1558-0644

DOI: 10.1109/TGRS.2017.2701837

Postprint 11 p, 1.1 MB

The record appears in these collections:
Articles > Research articles
Articles > Published articles