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基于图稀疏正则化多测量向量模型的高光谱压缩感知重建
  • ISSN号:1009-5896
  • 期刊名称:《电子与信息学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP751.1[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:[1]南京信息工程大学信息与控制学院,南京210014, [2]北京空间机电研究所,北京100076, [3]南京军区南京总医院医学工程科,南京210002, [4]南京理工大学计算机科学与工程学院,南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金(61272223,61300162,81201161),江苏省自然科学基金(BK2012045,BK20131003),中国博士后基金(20110491429),江苏省博士后基金(1101083C),CAST创新基金(201227)和江苏省光谱成像与智能感知重点实验室基金资助课题
中文摘要:

压缩感知重建是解决高光谱现有成像模式数据量大冗余度高问题的一个有效机制。针对高光谱图像的多通道特性,该文建立了高光谱压缩感知的多测量向量模型,编码端使用随机卷积算子对各通道进行快速采样,生成测量向量矩阵。解码端构建图稀疏正则化的联合重建模型,在稀疏变换域将高光谱图像分解为谱间的关联成分和差异成分,通过图结构化稀疏度量表征关联成分的空谱相关性,并约束谱间差异成分的稀疏性。进一步提出模型求解的交替方向乘子迭代算法,通过引入辅助变量与线性化技巧,使得每一子问题均存在解析解,降低了模型求解的复杂度。对多个实测数据集进行了对比实验,实验结果验证了该文模型与算法的有效性。

英文摘要:

Compressed Sensing (CS) reconstruction of hyperspectral image is an effective mechanism to comedy the traditional hypcrspectral imaging pattern with the drawback of high redundancy and vast data volume. This paper presents a new multiple measurement vector model for compressed sensing reconstruction of hyperspectral data in consideration of its multiple channel character. In the encoding side, the random convolution operator is used to rapidly obtain the measurement vector of each channel which is subsequently reorganized as a measurement vector matrix. In the decoding side, a joint reconstruction model is proposed to reconstruct the hyperspectral data from the multiple measurement vectors. The model decomposes the hyperspectral data into the inter-channel correlated and differenced component in the sparsifying transform domain, where the correlated component with high spatial and spectral correlation is constrained to be graph structured sparse and the differenced component is constrained to be 11 sparse. A numerical optimization algorithm is also proposed to solve the reconstruction model by the alternating direction method of multiplier. Every sub-problem in the iteration formula admits analysis solution by introducing the auxiliary variable and linearization operation. The complexity of the numerical optimization algorithm is reduced. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.

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期刊信息
  • 《电子与信息学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院电子学研究所 国家自然科学基金委员会信息科学部
  • 主编:朱敏慧
  • 地址:北京市北四环西路19号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jeit@mail.ie.ac.cn
  • 电话:010-58887066
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5896
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4494/TN
  • 邮发代号:2-179
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24739