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多稀疏空间下的压缩感知图像重构
  • ISSN号:1001-2400
  • 期刊名称:西安电子科技大学学报
  • 时间:2013.2.2
  • 页码:73-80
  • 分类:TN911.73[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]西安电子科技大学智能感知与图像理解教育部重点实验室,陕西西安710071
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61070138,61003148,61072104,61100155,61033004);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(K5051202050);高等学校学科创新引智计划资助项目(B07048)
  • 相关项目:多带非均匀方向滤波器组和方向小波的理论、设计和应用
中文摘要:

提出了一种基于多稀疏特征空间的压缩感知图像恢复算法,将全变差最小化特征和分段自回归模型(PAR)残差系数的稀疏特征同时作为信号的联合稀疏特征约束,根据信号局部特性自适应地选取与图像特征相适应的特征空间,并建立了包含多项1范数和2范数混合优化的目标函数.为了求解该目标函数,采用了一种基于交替方向法的高效优化算法.实验证明,利用多空间稀疏特征的重构图像相比单个特征的重构图像,在客观质量和主观视觉效果上都有很大提升.对于图像信号在一定的采样率下,文中算法的峰值信噪比与全变差最小化方法和基于PAR残差系数稀疏算法的峰值信噪比相比,分别有7dB和1dB的提高.

英文摘要:

Most traditional compressed sensing(CS) reconstruction algorithms only exploit the sparsity of a natural signal in a single sparse space. However, since natural signals often exhibit spatially varying characteristics, the single space sparse representation fails to well characterize the local signal structures. The mismatch between sparse representation in the single space and the varying local structures make the reconstruction algorithms fail to exploit the local sparsity, leading to low reconstruction quality. In this paper, we propose a new image signal reconstruction method based on multiple sparse spaces (MSS) to overcome this defect of the CS reconstruction algorithms in the single space, where a signal is adaptively characterized by the total variation(TV) model or the piecewise autoregressive(PAR) model according to its local structures. The objective function of the proposed MSS-based CS reconstruction is then formulated as a multiple l1-norm and l2-norm minimization problem. To efficiently solve the proposed objective function, an alternating direction method(ADM) is used: Experimental results show that compared with the single space methods the proposed MSS-based reconstruction method achieves a much better visual quality and a higher PSNR. The PSNR improvements over TV and AR based methods can be up to 7 dB and 1 dB, respectively.

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期刊信息
  • 《西安电子科技大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:西安电子科技大学
  • 主编:廖桂生
  • 地址:西安市太白南路2号349信箱
  • 邮编:710073
  • 邮箱:xuebao@mail.xidian.edu.cn
  • 电话:029-88202853
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-2400
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1076/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 曾13次荣获省部级优秀期刊荣誉和优秀编辑质量奖,2006年荣获首届中国高校优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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