小波树结构在贝叶斯压缩感知图像重构中的应用研究

结合贝叶斯和压缩感知理论,提出了一种基于小波变换的图像压缩和重建方法。这种算法充分利用了小波变换系数的结构特征和相关性,有效地提高了图像的压缩比例和重建精度。对小波变换的尺度系数采用基于预测的恢复算法;对高频系数的恢复结合了贝叶斯理论和压缩感知理论,采用了一种基于回归模型的方法,通过高斯混合参数对未知权值参数赋予确定的先验分布,以限制系数的稀疏性。该方法能够得到未知参数的一组具有较高概率的模型,从而实现系数在MMSE意义下的重建。与现有的图像压缩方法以及其它基于压缩感知的图像压缩方法相比,该算法能够获得较高的图像重建质量和较大的图像压缩比。     

小波子带最优方向性选择和压缩感知的图像编解码

传统贝叶斯压缩感知方法所存在的局部优化问题导致了重构图像存在着较大的误差。本文提出一种基于小波自适应最优方向选择和压缩感知的图像编码方法,该方法依据图像小波变换的低频子带与高频子带所存在的相关性差异,对低频系数进行基于小波最优方向选择的编解码,以保证图像主要信息的重构质量;而针对高频子带的稀疏特性进行基于压缩感知的随机测量,以保证图像的编码效率。实验结果表明,与传统的压缩感知算法相比,本文所提出算法的解码图像具有更好的主观质量,同时在相同码率下解码图像的PSNR平均提高1~2dB。     

单层小波分解下图像行列压缩感知选择算法

在进行图像压缩感知时发现以行或列进行压缩感知所得到的图像重构后的峰值信噪比(PSNR)是不同的。为了提高图像压缩重构的质量,提出了单层小波分解下图像行列压缩感知的选择算法。该算法首先计算图像的行与列数据的相对方差的最大偏离值,选择较小者对应的行或列作为压缩感知的对象,然后对图像进行单层小波变换分解出高频系数,在高斯观测矩阵下,对这些系数按指定的行或列进行压缩感知,最后利用正交匹配追踪算法(OMP)分别恢复压缩感知下的高频系数,并通过小波逆变换得到经过行列压缩感知后的重构图像,实验结果证明了算法的准确性。     

Contourlet域方向子带稀疏表示的图像压缩感知

为了提高压缩感知中图像的稀疏表示性能, 提出了一种Contourlet域方向子带稀疏表示的图像压缩感知算法。将图像Contourlet分解后的多个高频子带根据方向正交特点进行重组, 采用随机高斯矩阵对重组后的子带分别进行测量, 实现压缩采样; 利用正交匹配追踪法重建各子带系数, 并进行Contourlet反变换重构原图像。实验结果表明, 在相同采样率下, 算法重构图像的主观视觉效果和峰值信噪比都优于小波压缩感知算法。     

基于小波变换的图像压缩感知

针对图像变换后系数采样数量和图像重建质量之间的矛盾,从图像的结构和纹理特性出发,提出基于小波变换的图像压缩感知算法.讨论图像经过多尺度小波变换后系数的稀疏性,保留图像变换后的低频系数,只对高频系数进行测量,同时利用正交匹配追踪算法重构高频系数.实验仿真结果表明,该算法能有效提高图像重建质量.     

基于SPIHT树结构和SVM回归算法的图像压缩研究

提出一种结合SPIHT系数树的支持向量回归图像压缩方法.首先通过离散小波变换,然后融合SPIHT树结构,分解出小波系数,以一个系数树上的系数构成一个向量,采取SVM回归实现对DWT系数相关性的学习,使用较少的支持向量表示原始系数,从而实现图像压缩.原始图像经过小波变换,分解成不同尺度的多个子频带,最低子频带系数集中了大部分能量,对图像重构起决定作用,直接采用DPCM编码,所有高频子带数据进行SVM回归压缩,最后所有数据采用算术编码.实验表明,本算法可有效提高图像的压缩效率,与JPEG2000算法相比较,在压缩率较高时,信噪比明显高于JPEG2000.     

小波变换压缩图像的多尺度自适应2D滤波的后处理算法

在基于小波变换的低比特率的图像压缩中,由于小波系数的量化和在高频部分的截断使压缩后的图像呈现出严重的失真,尤其在图像的边缘部分将呈现明显的“振铃效应”．文中提出了一种多尺度、基于局部方向、自适应的2D滤波算法,可以明显改善压缩后图像的视觉效果．该方法首先判定子块内的局部方向,然后根据此方向选用相应的方向2D滤波器滤波．为了保证判断局部方向的鲁棒性,采用了循环移位的方法．为了滤除各个频段的高频噪声,在多个尺度上进行空域滤波．实验结果表明,该算法明显改善了压缩图像的视觉效果,提高了压缩图像的质量．     

基于区域特性的压缩感知多聚焦融合算法

传统的基于压缩感知的图像融合算法是对整个系数进行稀疏处理,而小波分解后的低频系数不稀疏,导致压缩重构质量降低,并且传统的融合规则不易简单、全面地提取高频系数的特征值。针对这一问题,分别对小波分解得到的高、低频系数采取不同的融合规则进行处理,提出了一种改进的区域特性高频压缩感知的融合算法。其中,低频系数采用区域方差加权绝对值最大融合;高频系数首先通过具有较好RIP性质的随机观测矩阵进行压缩采样,得到的观测值基于能量匹配度的不同进行相加或加权融合,以融合不同方向的高频子带特征信息,再用正交匹配追踪重构算法对高频部分进行信号重构。最后,低频、高频信息在小波逆变换下重构出融合图像。实验结果表明,与以往的基于压缩感知的融合方法相比,此算法的融合图像更清晰,新算法无论是在主观评价还是客观评价指标上都有利于图像信号重构,并具有较好的使用性。     

基于小波变换和压缩感知的语音信号压缩研究

对语音信号直接进行压缩感知处理,通常压缩的效率不高。针对此问题提出了一种基于压缩感知和小波变换的方法,首先用小波变换的方法对语音信号进行级数分解,然后采用压缩感知的方法对小波低频系数进行压缩,并丢弃高频系数,重构语音信号时高频系数用随机信号来取代。采用此种小波变换的方法,与直接采用压缩感知的方法相比,前者的语音信号MOS值稍有降低,但压缩率比直接压缩感知的方法降低了一倍,说明此方法可大大提高压缩的效率。     

基于改进层式DCT的压缩感知图像处理

为改善图像压缩质量,提出一种基于改进层式离散余弦变换(DCT)的压缩感知图像处理方法。该方法保留层式DCT变换的最高层系数,只对其余层高频子带系数进行压缩感知随机测量。利用正交匹配追踪算法对高频系数进行恢复,通过DCT反变换重构图像。实验结果表明,与基于层式DCT的方法相比,在相同压缩比的情况下,该方法重构图像的峰值信噪比较高。     

自适应多尺度分块压缩感知算法

目的 基于小波域的多尺度分块压缩感知重构算法忽略了高频信号在重构过程中的作用,丢失了大量的边缘与细节信息。针对上述问题,提出一种自适应多尺度分块压缩感知算法,不仅合理利用低频信息还充分利用图像的高频信息,在图像细节复杂度提高的情况下保证图像重构质量的提高。方法 首先进行3层小波变换,得到一个低频信号和9个高频信号,分别进行小波逆变换后分成大小相同互不重叠的块,对低频部分采用2维邻块边缘自适应加权滤波的方法进行处理,对高频部分采用纹理自适应分块采样,最后利用平滑投影Landweber（SPL）算法对其进行重构。结果 与已有的分块压缩感知算法、基于边缘和方向的分块压缩感知算法和基于纹理和方向的分块压缩感知算法相比,本文算法在不同的采样率下,性能均有所提升,代表细节信息的高频信号得到充分重建,改进的算法所得到的重建图像具有较高的分辨率,尤其对细节较为丰富的图像进行重建后具有较高的峰值信噪比;2维邻块边缘自适应加权滤波有效的去除了重建图像的块效应,且重建时间平均减少了0.3 s。结论 将三层小波变换后的高频分量作为纹理部分,利用自适应多尺度分块重建出图像的轮廓与边缘;将低频分量直接视为平坦部分,邻块边缘自适应加权滤波重建出图像细节,不仅充分利用了图像的高低频信息,还减少了平坦块检测过程,使得重建时间有效缩短。经实验验证,本文算法重建图像质量较好,尤其是对复杂图像明显消除了块效应,边缘和纹理细节较清晰。因此主要适用于纹理细节较复杂的人脸图像、建筑图像和遥感图像等。     

基于压缩感知的图像快速重建方法

基于多种稀疏变换基和观测矩阵的组合,采用正交匹配追踪算法对图像进行重建。在分析各种组合重建效果的基础上,提出一种图像快速重建方法,对图像进行一级小波分解,提取出近似分量子图像,运用压缩感知技术对其进行恢复,综合细节分量和恢复出的近似分量进行小波逆变换,得到重建图像。实验结果表明,该方法在相同的观测值条件下,能减少算法运行时间,提高重建图像质量。     

一种改进的图像分块压缩感知模型

分块压缩感知用于图像获取可以解决传统压缩感知在重构时运算量大的问题,但是运用分块压缩感知却使重构图像的质量有所降低。提出了一种改进的图像分块压缩感知算法。该算法通过对观测矩阵加权,保证了图像低频部分在重构时获得更大的精度,提高了图像的质量。另外,算法根据各图像块不同纹理复杂性,自适应地改变观测值数目,使得在保证图像质量的前提下,重构所需的总观测值数目更少。实验证明了该算法的有效性。     

基于奇异值分解的压缩感知核磁共振图像重构算法

针对传统压缩感知在核磁共振成像中存在着重构算法慢、成像时间长的缺点,利用核磁共振图像自身非满秩的特点,在压缩感知框架下以奇异值分解作为基底对图像稀疏表示进行了研究,并对重构算法进行了优化。实验结果表明,提出的奇异值方法在重构效果上能达到与小波稀疏变换法相近的峰值性噪比,且能有效缩短图像重构时间,达到加速核磁共振成像的目的。     

抗混叠Contourlet变换在煤矿图像重构算法中的应用

将抗混叠的Contourlet变换应用到基于压缩感知理论的矿井图像重构算法中。仿真实验表明,在相同的观测系统下采用OMP算法对矿井图像进行重建时,相比于传统的Contourlet变换和Sym4小波变换,基于抗混叠Contourlet变换的压缩感知重构的图像恢复效果更佳。     

基于压缩感知理论的分类量化图像编码方法*

针对矢量量化压缩速度慢、图像复原效果不理想等问题,根据图像小波分解后高频子带稀疏的特点,提出了一种基于压缩感知（compressed sensing,CS）理论的分类量化图像编码算法。仿真结果表明,与LBG矢量量化编码算法相比,重构图像质量得到极大提升,在相似压缩比下,该算法取得了较好的效果,PSNR 平均有1～3 dB 的明显提高;在相似信噪比（PSNR）下,该算法在图像压缩方面也有很大改进。