基于小波HMT模型的多变量压缩感知重构方法技术

技术编号:8656283 阅读:342 留言:0更新日期:2013-05-02 00:00
本发明专利技术公开了一种基于小波HMT模型的多变量压缩感知重构方法,包括如下步骤:对图像进行小波变换,保留低频变换系数,对高频变换系数进行多变量压缩采样,得到多变量测量向量Y;利用现有的MPA算法重构初始图像;计算重构图像的高频变换系数处于大幅值状态的后验状态概率;更新高频变换系数的加权值;利用WMPA算法重构图像;如果未达到指定的重复迭代加权重构次数I=2,返回步骤二;否则,得到原始图像的重构图像。本发明专利技术的基于小波HMT模型的多变量压缩感知重构方法重构效果好,对医学图像和自然图像均可适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
,具体涉及一种图像的多变量压缩感知重构方法,可用于对医学图像和自然图像进行重构。
技术介绍
随着具有高保真度和高分辨率的新型成像系统的发展,使人们在获取海量图像数据时面临着高成本、低效率,以及数据存储和传输的资源浪费等问题,因此需要全新的数据采集和重构的理论框架来解决传统方法带来的上述问题。压缩感知(Compressive Sensing, CS)正是为此产生的新的信号采样理论框架,最早由美国学者 Donoho 和 Cand s 等提出,如Donoho D L. Compressed sensing.1EEE Transactions on Information Theory, 2006, 52(4): 1289-1306 ;Cand s E J,Romberg J, Tao T. Robust uncertainty principles: Exact signal reconstructionfrom highly incomplete frequency information.1EEE Transactions on InformationTheory, 2006,52(2) : 489-509。与传统Nyquist采样相比,CS通过将具有稀疏性或可压缩性的信号向低维空间进行线性投影直接以压缩形式感知信号,而不是先以高速率进行采样,然后再对数据进行压缩。理论证明通过利用非线性优化方法求解逆问题,可从小规模的线性的、非自适应的测量中精确或近似重构信号。设计快速有效的重构算法是将CS理论成功推广并应用于实际数据模型和采集系统的重要环节。Wu J 等在 Multivariate Compressive Sensing for Image Reconstruction inthe Wavelet Domain: Using Scale Mixture Models.1EEE Transactions on ImageProcessing, 2011, 20(12) : 3483-3494 —文中提出了基于图像小波系数尺度间统计相关模型的多变量CS重构方法。该方法通过设计一种多变量压缩采样方法,将图像的CS重构问题转化为多测量向量的联合稀疏重构问题。结合对图像位于同尺度邻域内的小波系数间的相关性构建多变量尺度混合概率模型,提出基于相关性结构模型的多变量追踪算法(Multivariate Pursuit Algorithm,MPA)。MPA算法的优点是具有简单的迭代形式,较低的计算复杂度,容易与不同形式的多变量先验模型相结合;算法存在的缺点是在重构中,图像小波系数的非零支撑的个数(即稀疏度)预先是不可知的,必须凭借经验指定算法的最大迭代次数以提高重构系数的稀疏性,因此算法对在小波域具有较强稀疏性的图像(如医学图像)的重构质量不够理想。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的多变量追踪算法存在的无法确定未知系数非零支撑的问题,本专利技术提出一种基于小波HMT模型的多变量压缩感知重构方法,包括如下步骤 一.对图像进行小波变换,保留低频变换系数,对高频变换系数进行多变量压缩采样,得到多变量测量向量Y: Y=AX,其中X是iV XQ维高频变换系数矩阵,A是iV维随机感知矩阵,其中KW ;二.利用现有的MPA算法重构初始图像; 三.计算重构图像的高频变换系数处于大幅值状态的后验状态概率: 对重构图像利用现有的EM和Viterbi算法估计HMT模型的参数O,计算高频变换系数处于大幅值状态的后验状态概率:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于小波HMT模型的多变量压缩感知重构方法,包括如下步骤:一.对图像进行小波变换,保留低频变换系数,对高频变换系数进行多变量压缩采样,得到多变量测量向量Y:Y=AX,其中X是N×Q维高频变换系数矩阵,A是K×N维随机感知矩阵,其中K<02.jpg,164120dest_path_image003.jpg,792548dest_path_image004.jpg,890954dest_path_image005.jpg,517107dest_path_image002.jpg,700964dest_path_image003.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种基于小波HMT模型的多变量压缩感知重构方法,包括如下步骤: 一.对图像进行小波变换,保留低频变换系数,对高频变换系数进行多变量压缩采样,得到多变量测量向量Y: Y=AX,其中X是iV XQ维高频变换系数矩阵,A是iV维随机感知矩阵,其中KW ; 二.利用现有的MPA算法重构初始图像; 三.计算重构图像的高频变换系数处于大幅值状态的后验状态概率: 对重构图像利用现有的EM和Viterbi算法估计HMT模型的参数O,计算高频变换系数处于大幅值状态的后验状态概率:2.如权利要求1所述的基于小波HMT...

【专利技术属性】
技术研发人员:武娇顾兴全
申请(专利权)人:中国计量学院
类型:发明
国别省市:

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