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专利号: 2015108569585
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于最小二乘优化的压缩感知图像快速重建方法,其特征在于,包括以下步骤:S01:把原始图像信号S:N×N基于压缩感知方法的压缩采样Y:M×N,根据块测量矩阵ΦB:MB×B划分为 个互不重叠的块Yi:MB×B,其中 是基于压缩感知方法进行压缩采样时的采样率,

S02:利用整体重构设计WRFI重构每个块St:B×B,压缩采样为Yt:MB×B,稀疏系数记Θt:B×B,t为WRFI重构后块的个数,其过程如下:

S02-01:计算块感知矩阵AB=ΦBΨB:MB×B中每一个原子αi,i=1,2,…,B与当前二维残差R(k-1):MB×B的整体相关度 其中k表示当前是第k次迭代,αi是AB的第i列,二维残差R(k-1)的初始值为Yi并在每次迭代后更新,R(k-1)j是R(k-1)的第j列,ΨB:B×B是稀疏变换基且ΨB和ΦB线性无关;

S02-02:通过对比ρi,在序号不包含在原子序号集合Λk-1的原子中选出与当前残差最大相关原子的序号λk=maxi=1,2,...,N(ρi);其中Λk-1是前面k-1次迭代中选择的最相关原子的序号组成的集合,λk表示第k次迭代选出的最相关原子的序号;

S02-03:把λk并入集合Λk-1,把原子 并入集合Ak-1得到:Λk=[Λk-1,λk],其中 是AB的第λk列,Ak-1是前面k-1中得到的最相关原子的集合;

S02-04:基于Ak和最小二乘优化方法获取本次迭代的近似逼近解Θtk;Θtk是第k次迭代得到的稀疏系数Θt的近似逼近;

S02-05:判断迭代条件:达到设定的重构精度或设定的最大迭代次数K,则结束重建块St的迭代计算并跳转到S02-07;Θtk是St的稀疏表示系数Θt的近似逼近解S02-06:更新参数R(k)=Y-AkΘtk和k=k+1,跳转至S02-01继续迭代;这里k是新的迭代次数,R(k)是新的二维残差;

S02-07:利用St=ΨBΘt得到St的近似逼近解

S02-08:判断是否每个块St都已经重建:即当t≥n则跳至S03,否则跳至S02重构下一个块St+1;

S03:将所有的重构信号 拼接得到完整的重构信号

2.根据权利要求1所述的基于最小二乘优化的压缩感知图像快速重建方法,其特征在于,在重构过程之前还包括采样过程,采样过程包括以下步骤:S11:把原始图像信号S:N×N分割为 个大小为B×B的块,若原始图像信号边缘的分块大小不足B×B,将不足的部分的元素填充为0;

S12:对于每一个分块Si:B×B,i=1,2,...,n使用相同的稀疏变换基ΨB:B×B进行稀疏变换Si=ΨBΘi,其中Θi:B×B是Si的稀疏系数;

S13:对于每一个分块Si:B×B,使用相同的块测量矩阵ΦB:MB×B进行投影变换Yi=ΦBSi,其中Yi:MB×B是Si的压缩采样, 就是采样率或压缩比,而Yi=ΦBSi=ΦBΨBΘi记为Yi=ABΘi,AB就是压缩感知方法的感知因子,也即块感知矩阵;

S14:把每一个Yi拼接起来组成 Y就是原始图像信号S的压缩采样,就是采样率或压缩比。

3.根据权利要求1所述的基于最小二乘优化的压缩感知图像快速重建方法,其特征在于,所述块测量矩阵ΦB的大小为MB×B,分块大小大于等于256×256,在分块时当原始图像信号边缘的分块大小不足256×256,将不足的部分的元素填充为0;当重构完成后,将填充部分的值去掉。