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图像分块压缩感知中的自适应粒重建算法*

2018-03-21孙艳歌张清洁刘宏兵

数据采集与处理 2018年1期

李 然 孙艳歌,2 张清洁 刘宏兵

(1.信阳师范学院计算机与信息技术学院,信阳,464000; 2.北京交通大学计算机与信息技术学院,北京,100044)

引 言

奈奎斯特(Nyquist)频域采样定理是传统图像编码(例如JPEG和JPEG2000)的理论基础,其要求图像变换次数至少为图像总像素个数,即对图像实施全变换,这导致图像编码计算量较大,但大部分变换系数在编码过程中被丢弃,造成能耗浪费。由此可看出,具有高计算复杂度和低能耗利用率的传统图像编码不适合应用于“轻”采集点场合如:能耗受限的无线传感器网络节点。另外,全变换中稀少系数占据了大部分有用信息,若这些重要系数丢失,将极大衰退图像重建质量,因此,这也对无线通信中的容错机制提出挑战。压缩感知(Compressed sensing, CS)[1-2]以欠Nyquist速率变换信号,但仍可精确复原信号,这激发了图像压缩感知作为新图像编码方法出现[3],将CS随机采样看作是图像变换,则其实现了在变换图像的同时以降维形式压缩图像,大大节约了编码成本,吸引了大量研究者的关注。

提高图像压缩感知的率失真性能是众多研究者致力研究的目标,目前主流方法是发掘可自适应图像非平稳统计特性的稀疏表示模型,以改善最小l1范数重建的收敛性能:Chen等[4]利用空间相关性建立多假设预测模型,复原更稀疏的残差改善重建质量;常侃等[5]改进了多假设模型,以分层重建方式恢复图像;Becker等[6]提出利用一阶分析法的 NESTA 算法,求解最小全变差(Total variation, TV)模型,确保稀疏分解的快速性和稳健性;……

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