[發明專利]協同稀疏測量和3D TV模型的高光譜影像壓縮感知重構方法

在審

• 申請號: 201610023307.2
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105701845A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 王相海;宋傳鳴;宋海鷹;李業濤
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;G06T11/00
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

1.一種協同稀疏測量和3DTV模型的高光譜影像壓縮感知恢復方法，其特征在于按如 下步驟進行：

步驟1.在編碼端，對高光譜遙感影像的每一個波段進行壓縮感知采樣,其過程與 典型壓縮感知編碼相同，得到觀測值，中，,M為分組個數；, 為第組的波段數，并將傳輸至解碼端；

步驟2.在解碼端，令；

步驟3.如果，則令，并轉入步驟4；否則，轉入步驟5；

步驟4.如果，則解碼過程結束；否則，轉入步驟5；

步驟5.輸入第組的第個波段幀的測量值；

步驟6.如果，即待重構圖像為該波段組的第1個波段幀，則采用RCoS算法根 據測量值計算對應的重構幀并將其輸出，然后轉入步驟8；否則，轉入步驟7；

步驟7.利用公式(1)所示的協同稀疏模型和三維TV模型的聯合模型迭代求解：

其中,為一非負參數，表示第組高光譜圖像的第個波段在局部2D空 間域上的稀疏性先驗，表示第組高光譜圖像的第個波段的非局部自相似稀 疏先驗，表示第組高光譜圖像的第個波段和第個波段之間的 譜間稀疏性先驗，為0-范數，為1-范數；

步驟7.1設表示迭代次數，T表示最大迭代次數，令，引入中間 變量和b，并令，，其中，和分別表示 和b的第0次迭代后的結果（即初始值）；

步驟7.2利用最速梯度下降法求解公式(2)，從而計算：

其中，是預定的下降步長，A為滿足等距約束性的任意投影算子，為正值參數， 和分別表示在次和次迭代后的結果，表示在次迭 代后的結果，表示b在次迭代后的結果；

步驟7.3定義局部2D稀疏性和譜間稀疏性先驗函數h：

其中，a和表示某一波段及其前一波段的圖像幀，和分別為圖像水平和垂直方 向的梯度算子，是沿著光譜維方向的1階差分算子；

步驟7.4定義某一波段幀a的非局部自相似稀疏先驗函數g，將a劃分成n個互不重疊的 子塊，對于第s個子塊，在一個像素的窗口中搜索與其最相似的c個塊，將這些相似塊及 s組成一個3D塊序列并進行3D小波變換，利用公式（4）計算所有子塊的非零3D小波系 數的數量并將其作為a的非局部自相似稀疏先驗：

步驟7.5利用公式(5)計算：

其中，表示在第次迭代后的結果,，， ，函數和的定義為：

步驟7.6利用公式(8)計算：

其中，表示b在次迭代后的結果；

步驟7.7令，若，則轉入步驟7.2；否則，輸出第個波段組第波段的 重構幀，然后轉入步驟8；

步驟8.令，轉入步驟3。