基于各向异性图像多尺度几何变换的压缩感知去噪算法

从压缩感知的稀疏表示出发,借鉴离散剪切滤波器设计的原理,构造了一种新型的紧框架下的各向异性的图像多尺度几何变换对图像作最优的稀疏表示;采用具有局部随机特性的结构化随机矩阵作为观测矩阵抽样原始图像,结合前述稀疏表示,并在重构过程中采用改进的分割增广拉格朗日收缩阈值法作为重构算法。仿真实验结果表明所建立的压缩感知图像去噪重构算法能够从少量受噪声污染的观测值中重构出原始图像,且在有效消除噪声的同时更多地保留了图像的边缘和细节。     

基于主元分析和压缩感知的人脸识别算法

针对压缩感知理论中的核心问题,即如何通过有限的测量值以较高的重建率重构稀疏信号,提出了基于主元分析和压缩感知的人脸识别方法（PSL0）.该算法利用双向二维主成分分析提取图像行列2个方向的特征并进行降维,建立反映人脸特征投影矩阵,作为压缩感知算法的超完备基,将每一幅待识别图像的特征向量作为测量值,用基于平滑l0范数快速稀疏表示（SL0）算法求解l0范数最小化问题,寻求图像在该超完备基上的稀疏表示,以得到一组最优稀疏系数重构各类图像,求取测试图像与各类重构图像的最小残差进行分类识别.实验结果表明,该算法在同类算法中获得了较高的人脸识别率及较好的重建效果.     

基于小波变换的图像零树压缩感知方法

稀疏性是压缩感知的前提,然而,自然图像通常不是稀疏的,因此对图像直接应用压缩感知算法很难取得高压缩效率.针对图像信号,将编码思想融入压缩感知理论,提出一种简单有效的零树压缩感知方法.该方法先利用零树思想辅助压缩感知测量,在得到测量值的同时编码重要系数的位置;然后提出零树追踪重构算法,通过精确解码重要系数位置来重构原始图像小波系数,提高重构精度.实验结果表明,相比于现有匹配追踪算法和EZW算法,本文方法有更高的压缩比和更好的图像重构质量.     

一种基于压缩感知的图像去马赛克算法

文中提出了一种基于分块压缩感知的图像去马赛克算法.该算法首先将Bayer色彩滤镜阵列采样值等效为压缩感知理论中感知矩阵采样所得的压缩数据.其次通过结合Bayer色彩滤镜阵列自身特点训练分块稀疏字典.最后在训练所得稀疏字典的基础上利用分块压缩感知重构算法便可精确重构出Bayer色彩滤镜阵列采样结果.由于训练所得稀疏字典能有效降低与Bayer色彩滤镜采样阵列之间的相关性,因此文中所提出的图像去马赛克算法能有效对单一Bayer色彩滤镜阵列采样值进行重构.通过实验验证表明：新的图像去马赛克算法明显优于传统插值算法,重构所得彩色图像在去除假色影响的同时能完整保留原始图像的细节信息.     

一种改进的压缩感知图像融合方法

传统基于压缩感知的图像融合算法在通过压缩感知观测图像高频分量时会丢失分量的空间信息,仅能采用简单规则进行融合,导致融合图像纹理细节等信息效果较差。针对此,文中提出了一种结合图像高频特征的自适应融合规则。首先,对融合图像进行非下采样contourlet变换(NSCT),分解后得到的低频子带系数采用区域能量融合规则,较传统低频系数处理更好的保留源图像的背景信息;然后,由于高频子带系数具有较高稀疏性,因此通过压缩感知进行压缩后根据标准差特征自适应选择融合规则;最后,对重构系数进行非下采样contourlet逆变换。实验结果表明:与传统经典算法相比,新方法不仅精准提取到红外目标,同时充分保留可见光图像的细节信息,兼顾了待融合图像的背景信息和红外目标信息,有效提高了融合效果和主观感受。     

基于波原子稀疏优化与组稀疏表示的压缩感知算法

图像的稀疏度对实现图像压缩感知重建具有十分重要的影响,波原子变换能够有效地对图像进行稀疏表示并且具有可逆性。本文提出一种基于波原子优化稀疏变换与组稀疏表示的图像压缩感知重构算法,根据图像波原子变换系数逐渐降低的特点,构建一种约束矩阵对图像的波原子变换系数进行抑制从而增强图像稀疏度,通过组稀疏表示图像重建算法进行图像的压缩感知重构,最后对重构图像进行波原子逆抑制变换恢复原图像。仿真实验结果表明,本文算法相较于原有算法能够更好重构图像纹理细节,重构图像质量有明显提高,能够实现更低的采样率的图像压缩感知重建。     

压缩感知图像的块子带自适应稀疏表示规则化重构

针对自然图像信号的非平稳特性和不同图像块的变换域系数的分布差异较大, 基于分块图像子带自适应 稀疏表示规则化,提出了一种新的压缩感知图像重构方法．先利用非局部相似块组估计每个分块图像变换域各子 带系数的均值和标准差,再将图像块各子带系数进行去均值并关于标准差归一化, 最后将去均值归一化处理的子 带系数的l₁范数表示用于规则化压缩感知重构．由于块子带自适应稀疏表示更加合理地表达了稀疏系数的重要 性,使得重构图像能够更好地保留纹理、边缘等细节信息．大量的实验结果表明: 相比组稀疏表示的压缩感知重构 算法,该方法重构图像的峰值信噪比平均提高了0.69 dB．     

方向提升小波变换域稀疏滤波的自然图像贝叶斯压缩感知

针对压缩感知(CS)重构算法在实际应用中自然图像的小波变换系数往往无法稀疏的问题,提出了一种方向提升小波变换(DLWT)域稀疏滤波的自然图像贝叶斯压缩感知算法(DLWT-SFTSW-BCS)。首先对自然图像进行方向提升小波变换得到小波变换系数;然后在随机测量之前利用稀疏滤波切除小系数,消除了小系数对大系数重构时的混叠干扰;最后结合小波树结构的贝叶斯压缩感知重构算法得到自然图像的重构图像。实验结果表明,与仅利用尺度间相关性的小波树结构的压缩感知重构算法相比,DLWT-SF-TSW-BCS算法的重构峰值信噪比最大可提高10dB。     

基于MSTO的含噪声多传感器图像融合算法

为了解决在含噪声多源传感器图像融合中,常规滤波存在图像边缘缺失、对比度差的缺点,提出了一种基于多尺度顺序开关算子(multi-scale sequential toggle operator,MSTO)和Beamlet保边滤波算子的含噪声红外与可见光图像融合算法.首先,将多源图像通过MSTO进行多尺度分解,得到能量分量和细节分量.对于细节分量采用Beamlet保边滤波算子进行处理,保持图像边缘细节的同时滤除噪声,采用MSTO计算出能量图像的亮边缘和暗边缘并融合叠加到细节分量中,进一步增强融合图像的边缘.对于能量分量采用基于灰度值取大的融合规则.最后根据MSTO反变换对融合后的能量分量和细节分量进行重构,得到结果图像.实验结果表明,融合后的图像不但滤除了噪声,而且对轮廓和边缘细节得到较完整的提取和增强.该图像融合算法在含噪声多源传感器的融合中取得较好的效果.     

面向输电线路的压缩感知图像去噪方法

传统的基于字典学习的输电线路图像去噪方法,易受冗余字典影响存在重建图像边缘细节恢复不足的问题.为了有效抑制输电线路图像表面存在的高斯噪声,提出一种图像非局部自相似特性与改进K-SVD字典学习算法融合的输电线路图像去噪方法,利用图像非局部自相似性作为正则项约束并加权稀疏表达模型,提高去噪图像复原和保留细节的能力.实验选取含有自然图像和输电线路典型缺陷图像进行仿真实验测试.实验结果表明,所提出的算法不仅能够很好的保留图像纹理特征与边缘细节,对高斯噪声也具有良好的鲁棒性.     

基于块分割的新型压缩感知算法

针对现有块分割压缩感知(block compressive sensing,BCS)算法的块效应问题,提出一种低复杂度、可消除块效应的新型块分割重构算法.在稀疏表达时,采用小波变换(DWT)代替离散余弦变换(DCT),改善图像细节分量;在测量时,依据分块图像频率特征对测量矩阵加权,提高图像质量;在重构时,采用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法代替匹配追踪(matching pursuit,MP)算法,提高重构速度.仿真结果表明,所提出的算法可在保证重构速度的情况下,有效消除块效应,且不增加内存占用.     

采用先验知识的边缘提取算法

针对传统的边缘提取算法,在提取边缘时,不完整、不连续,尤其在高噪声情况下,无法提取图像边缘等问题,提出一种基于先验知识的边缘提取算法.首先,学习与待边缘处理图像有相似纹理信息的图像,获得先验知识,对噪声图纹理进行修复;然后,再利用局部均匀稀疏度方法强化细节特征,弱化背景特征;最后,检测出图像边缘,达到提取图像边缘的目的...     

结合随机投影和稀疏表示的图像融合方法

引入压缩感知理论解决基于稀疏表示的图像融合方法中融合质量和数据压缩问题,探索在达到一定融合质量的同时降低融合所需计算代价的方法.该方法首先利用随机投影对待融合图像数据进行压缩,再对压缩数据进行稀疏表示得到稀疏系数,根据融合影响因子确定融合稀疏表示系数获得融合图像.实验验证了该算法的合理性和有效性,及在较低压缩比下具有与传统方法可比拟的融合质量.     

高光谱遥感图像的稀疏分解与压缩感知

基于稀疏分解和压缩感知原理对高光谱遥感图像进行压缩重构,提出一种基于过完备原子库上分解图像的稀疏分解快速算法,以减少图像稀疏分解的计算量.仿真计算结果表明,利用压缩感知和谱带分组技术对高光谱图像进行谱间压缩,可提高运算速度,并降低成本.     

?1-α?2最小化模型下不同噪声的误差估计

压缩感知主要是考虑从较少的采样数据中以高概率精确地重构原高维稀疏信号.基于■最小化模型,大多数文献研究信号的重构问题,而对于图像重构方面很少研究,尤其对于高斯噪声和?_∞-有界噪声下的图像重构.根据测量矩阵的约束等距性得到这两种噪声下图像重构的误差估计.     

基于分块压缩感知的遥感图像多尺度融合

由于分块压缩采样缺乏全局特性,导致基于分块压缩感知的常规融合图像质量差、且存在分块效应。首先提出图像在小波变换域的非均匀分块压缩感知(WNBCS),然后对压缩采样结果用局部特征规则融合,再用迭代阈值投影算法重构融合图像和消除分块效应。最终提出基于分块压缩感知的遥感图像多尺度融合方法,并给出算法详细实现流程。仿真结果表明WNBCS改善了图像重构质量和速度。实际资料测试结果表明,局部特征压缩融合比最大值和加权融合结果具有更好的视觉效果和定量分析结果。所提融合方法考虑图像全局特性、简化融合决策过程,便于大数据量遥感图像的压缩融合。     

遮挡情况下基于压缩感知的可见光室内定位

针对室内复杂环境对可见光定位精度的影响,提出了一种新颖的基于压缩感知的室内可见光定位算法.该方法将目标位置定义为离散空间上的稀疏向量,将接收端接收到的光功率测量矩阵表示为压缩感知理论中测量矩阵、稀疏矩阵与稀疏向量的乘积形式,并且运用稀疏信号重构算法恢复目标位置.可以有效地解决噪声、反射光以及遮挡等环境干扰对定位精确度的影响.与基于接收信号强度的三边定位方法相比,能够有效地降低在房间角落的定位误差.仿真结果表明,该方法具有很高的定位精度,能有效地对抗室内复杂环境干扰.     

基于压缩感知的图像稀疏表示和重构

在信号可稀疏表示的基础上,压缩感知理论将数据的采集和压缩集于一身,从较少的观测值中重构出原始信号,突破了以奈奎斯特采样定理为基础的传统采样方式的局限性,降低了对信号采样率的要求.首先介绍了压缩感知的基本理论和各类重构算法,并在时间复杂度和重构精度上对算法作出分析比较,然后基于压缩感知理论综述图像稀疏表示和重构算法的研究进展及其相关方面的应用,最后对压缩感知在稀疏表示和重构方面作出了总结和展望.     

一种基于局部对比度的分块压缩感知多聚焦图像融合算法

提出了一种有效的基于局部对比度的分块压缩感知多聚焦图像融合算法。首先采用结构随机矩阵对源图像进行分块压缩测量,获得分块压缩测量值;其次,根据块局部对比度选择清晰的块进行初步融合;再通过多数滤波对初步融合结果进行一致性校验,得到最终的融合结果;最后,通过平滑投影Landweber算法(SPL)重构融合图像。实验结果表明,与目前基于BCS图像融合方法相比,本文所提方法对于多聚焦图像融合,在主观视觉感知以及客观定量指标如信息熵、互信息及平均梯度及算法运行效率等方面均有明显改进。     

基于子空间追踪的稀疏信号重构算法

信号重构算法是压缩感知理论中的重要环节,其优劣影响压缩感知的重构效果.基于子空间追踪算法,对经稀疏表示和测量矩阵压缩后的信号进行重构验证,理论分析和实验结果表明,子空间追踪算法能使信号在较高压缩比下保持良好的重构效果.