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图像的多成分混合字典压缩感知表示及重构
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:计算机工程与应用
  • 时间:2013.7.7
  • 页码:207-211
  • 分类:TP751[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:西北工业大学电子信息学院,西安710129
  • 相关基金:国家自然科学基金(61071171); 西北工业大学博士论文创新基金(CX201424)
  • 相关项目:基于压缩感知理论的高光谱图像压缩技术研究
中文摘要:

为充分利用高光谱图像的空间相关性和谱间相关性,该文提出一种基于空谱联合的多假设预测压缩感知重构算法。将高光谱图像分组为参考波段图像和非参考波段图像,参考波段图像利用光滑Landweber投影算法重构,对于非参考波段图像,引入空谱联合的多假设预测模型,提高重构精度。非参考波段图像中每个图像块的预测值不仅来自非参考波段图像未经预测的初始重构值的相邻图像块,而且来自参考波段重构图像相应位置及其邻近的图像块,利用预测值得到测量域中的残差,然后对残差进行重构并对预测值进行修正,此残差比原图像更稀疏,且算法采用迭代方式提高重构图像的精度。借助Tikhonov正则化方法求解多假设预测的权重系数,并基于结构相似性判断是否改变多假设预测搜索窗口大小,最后利用交叉验证计算重构算法终止迭代的判据参数。实验结果表明,所提算法优于仅利用空间相关性或谱间相关性进行预测和不预测的重构算法,其重构图像的峰值信噪比提高2 d B以上。

英文摘要:

Compressed Sensing(CS) reconstruction of hyperspectral images driven by spatial-spectral multihypothesis prediction is proposed in order to take full advantage of spatial and spectral correlation of hyperspectral images. The hyperspectral images are grouped into reference band images and non-reference band images, and the reference band images are reconstructed by Smoothed Projected Landweber(SPL) algorithm. For the non-reference band images, the spatial-spectral multihypothesis prediction model is introduced to improve the reconstruction accuracy. Multihypothesis predictions drawn for an image block of non-reference band image are made not only from spatially surrounding image blocks within an initial non-predicted reconstruction of non-reference band image, but also from the corresponding position and neighboring image blocks within the reconstruction of reference band image. The resulting predictions are used to generate residuals in the projection domain, and the residuals are reconstructed to revise the prediction values. The residuals being typically more compressible than the original images and the iterative execution mode lead to improved reconstruction quality.Tikhonov regularization is utilized to solve the weight coefficients of multihypothesis prediction and structural similarity is used as a criterion to decide whether to change the search window size or not. Cross validation is presented to compute the criterion parameter of iteration termination. Experimental results demonstrate that the proposed algorithm outperforms alternative strategies only using spatial correlation or spectral correlation to predict or not employing prediction and the peak signal-to-noise ratio of its reconstructed images is increased by more than 2 d B.

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期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
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  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887