System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种微光图像压缩与重建方法及系统技术方案_技高网

一种微光图像压缩与重建方法及系统技术方案

技术编号:41309337 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-13 14:53
本发明专利技术公开了一种微光图像压缩与重建方法及系统;旨在首先使用CMOS传感器的镜头采集微光raw域图像,并在微处理器端进行高性能的图像压缩,形成码流,并传输给上位机;相较于直接传输图像,码流的体积更小,对传输带宽的压力和需求更小;上位机端接收到码流,对码流进行解码并重建,得到最终的结果图像;经过实际的部署与测试,本发明专利技术提出的针对微光的图像压缩与重建系统,对光线极差的环境中采集的图像,保证极高的图像压缩率的同时,也实现了高质量的图像重建结果,并且确保了系统的实时性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微光图像压缩与重建方法及系统,属于计算机视觉。


技术介绍

1、随着大数据时代的到来,人们对数字图像的质量要求愈发提高,数字图像也朝着更清晰,分辨率更高的方向发展。由于图像数据量的增长速度远超于存储设备以及传输技术的发展,因此,寻找更加合理的,适合在边缘端部署的图像压缩方法具有很重要的应用意义。此外,目前的图像压缩方法如果压缩图像的亮度过低,由于压缩的算法设计认为图像的黑暗部分区域的是均匀的,就会导致图像细节完全丢失,无法进行有效的图像压缩和重建。


技术实现思路

1、本专利技术提出一种微光图像压缩与重建方法及系统,旨在对微光环境中的raw格式图像进行高性能的压缩,通过将图像采集模组和微处理器结合,将图像压缩部分部署在边缘端实施,并将压缩码流传输给上位机进行图像重建,大大减少传输的时间成本和压力,最终实现边缘端采集,处理,压缩,传输,上位机端接收,重建的一套完整的系统。

2、第一方面:

3、一种微光图像压缩与重建方法,所述方法包括:

4、采集raw10格式的微光图像;

5、对采集的raw10格式的微光图像进行归一化处理,得到亮度增强后的raw10格式图像;

6、对亮度增强后的raw10格式图像进行压缩编码;

7、将压缩编码进行特征整合形成特征码流;

8、对特征码流进行解码,完成图像重建。

9、进一步地,所述对采集的raw10格式的微光图像进行归一化处理的方法包括:

<p>10、首先对采集到的raw10格式的微光图像进行亮度增强,处理公式为:

11、

12、其中,raw10in为输入图像的像素值,raw10out为归一化处理后输出图像的像素值,64为黑电平矫正的参数值,1023为10bit位深的raw格式图像能取到的像素值上限;

13、再对处理后的像素值进行比例系数放大,放大公式为:

14、imageout=raw10out×ratio                             (2)

15、其中,raw10out表示归一化处理后的输入图像像素值,ratio表示比例系数,imageout表示亮度增强后的raw10格式图像。

16、进一步地,所述对亮度增强后的raw10格式图像进行压缩编码的方法包括:

17、将raw10格式图像经过卷积核大小为5×5,步长为2的卷积操作,输出浅层特征编码;

18、将浅层特征编码首先经过执行一次卷积大小为3×3,步长为1的卷积操作,再经过卷积核大小为5×5的,步长为2的卷积操作,进行深层特征解码网络,得到图像压缩编码。

19、进一步地,所述将压缩编码进行特征整合形成特征码流的方法包括:

20、对深层编码网络输出的图像特征进行熵编码,得到深层特征码流,其中,深度特征解码网络会率先对熵编码,熵解码后的特征进行一次解码;

21、对浅层特征编码网络输出、深层特征解码网络输出进行高斯分布建模编码,得到浅层特征码流;

22、将深层特征码流与浅层特征码流保存在npy文件形成特征码流。

23、进一步地,所述浅层特征编码网络结构由卷积核大小为5×5,步长为2的卷积层以及激活层r构成。

24、进一步地,所述深层特征解码网络包括卷积核大小为5×5,步长为2的反卷积层,还包括大小为3×3,步长为1,作用于通道维度的卷积层以及激活层。

25、进一步地,所述激活层的表达式如下:

26、f(x)relu=max(0,x)                            (3)

27、其中,x表示激活层的输入值。

28、进一步地,所述对特征码流进行解码,完成图像重建的方法包括:

29、将码流文件中熵编码对应部分的码流进行解码,还原图像特征,同时熵编码结合高斯分布建模生成的特征码流以及熵解码的深层解码结果,还原浅层图像特征,最终生成重建图像。

30、进一步地,所述浅层图像解码网络包括大小为5×5,步长为2的反卷积层,以及激活层。

31、第二方面:

32、一种微光图像压缩与重建系统,所述系统包括:

33、采集模块,用于采集raw10格式的微光图像;

34、预处理模块,用于对采集的raw10格式的微光图像进行归一化处理,得到亮度增强后的raw10格式图像;

35、压缩编码模块,用于对亮度增强后的raw10格式图像进行压缩编码;

36、特征码流模块,用于将压缩编码进行特征整合形成特征码流;

37、解码模块,用于对特征码流进行解码,完成图像重建。与现有技术相比,本专利技术所达到的有益效果:

38、本专利技术所提出一种微光图像压缩与重建方法及系统,一方面,该系统包含了对微光环境中图像的处理,能够适应低照度的环境;同时,采集图像为raw10格式的图像数据,保留有更为丰富的图像细节信息,方便后续的处理;图像压缩部分仅包含卷积层以及激活层,整体结构简单,计算复杂度低,非常适合在微处理器端进行部署,并达到毫秒级地处理速度;另一方面,通过微处理器端对图像的压缩编码处理,可以极大地降低图像传输过程中所需时间以及带宽,同时,得益于高斯分布建模编码的额外码流,在上位机端对特征码流重建能够取得更高的生成图像质量;

39、经过测试,本专利技术提出的图像压缩重建微系统能够实现微光环境下的图像采集,微处理器端的图像处理与图像编码,并将特征码流传输给上位机,最终在上位机端重建图像,在保证整个系统高执行效率的同时,也保证了最终重建图像的高质量。

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【技术保护点】

1.一种微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述对采集的raw10格式的微光图像进行归一化处理的方法包括:

3.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述对亮度增强后的raw10格式图像进行压缩编码的方法包括:

4.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述将压缩编码进行特征整合形成特征码流的方法包括:

5.根据权利要求4所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述浅层特征编码网络结构由卷积核大小为5×5,步长为2的卷积层以及激活层R构成。

6.根据权利要求4所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述深层特征解码网络包括卷积核大小为5×5,步长为2的反卷积层,还包括大小为3×3,步长为1,作用于通道维度的卷积层以及激活层。

7.根据权利要求6所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述激活层的表达式如下:

8.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述对特征码流进行解码,完成图像重建的方法包括:

9.根据权利要求8所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述浅层图像解码网络包括大小为5×5,步长为2的反卷积层,以及激活层。

10.一种微光图像压缩与重建系统,其特征在于,所述系统包括:

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【技术特征摘要】

1.一种微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述对采集的raw10格式的微光图像进行归一化处理的方法包括:

3.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述对亮度增强后的raw10格式图像进行压缩编码的方法包括:

4.根据权利要求1所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述将压缩编码进行特征整合形成特征码流的方法包括:

5.根据权利要求4所述的微光图像压缩与重建方法,其特征在于,所述浅层特征编码网络结构由卷积核大小为5×5,步长为2的卷积层以及激活层r构成。

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【专利技术属性】
技术研发人员:李原超王路远尚德龙周玉梅
申请(专利权)人:中科南京智能技术研究院
类型:发明
国别省市:

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