[發明專利]一種基于自適應廣義正交匹配追蹤的紅外圖像重構方法

在審

• 申請號: 201710833411.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107705342A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 蔣伊琳;邵然;張芮;陳濤;楊志剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;H03M7/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于自適應廣義正交匹配追蹤的紅外圖像重構方法，其特征是包括如下步驟：

(1)輸入待回復圖像的稀疏表達信號，初始化系數值；

(2)迭代計算直至滿足收斂條件，通過最小二乘法逼近信號的稀疏表示，得到稀疏表示系數估計；

(3)通過得到的系數估計恢復出原始圖像。

2.根據權利要求1所述的基于自適應廣義正交匹配追蹤的紅外圖像重構方法，其特征是步驟1具體包括：

1.1)輸入數據：M×N維的傳感矩陣Θ＝ΦΨ，其中Φ為測量矩陣，即壓縮感知最初輸入采集到的紅外圖像，該紅外圖像在數學意義上是M×N維的矩陣，Ψ為稀疏基，是壓縮感知中觀測采樣處理部分已經選好的參數；M×1維的觀測所得向量y，該向量為輸入圖像的稀疏信號表示，是稀疏化了的紅外圖像；

1.2)初始化系數值：設定殘差初始值r₀＝y；設定兩支撐集初始狀態為空集，即Λ₀＝φ，Θ₀＝φ，其中下角標0表示支撐集兩數為第0次迭代數值即初始化數值；設定迭代次數計數t＝1；設定步長L＝1，選擇步長更新值size＝s；確定兩個閾值ε₁和ε₂，其中閾值ε₂為自適應地判斷是否需要調整所選原子數目，而ε₁控制著迭代的終止。

3.根據權利要求2所述的基于自適應廣義正交匹配追蹤的紅外圖像重構方法，其特征是步驟2具體包括：當迭代條件未達到時，即滿足t次迭代殘差值的L₂范數平方值小于一個閾值時，重復該迭代運算步驟；

迭代運算包括以下六個步驟：

2.1)尋找與當前殘差相關都最大的L個原子，將其索引值組成支撐集J，式中θ_j指稀疏化表示后信號的j×1的列向量，λ_t表示第t次迭代找到的索引，如果y＝arg max f(t)，那么y是f(t)產生最大輸出值的參數t，

λ_t＝argmax{|<r_t-1，θ_j>|，L}

2.2)通過同上一次迭代的支撐集進行并運算，更新支撐集和原子集：

Λ_t＝Λ_t-1∪{λ_t}

Θ_t＝Θ_t-1∪θ_j

2.3)通過最小二乘法逼近信號的稀疏表示，得到系數估計：

其中θ_t表示稀疏信號中t×1的行向量，而稱為的偽逆，為Λ_t對應的傳感矩陣Θ的列向量組成的矩陣，帶∧符號意為該值的重構恢復值；

2.4)更新殘差：

2.5)判斷是否滿足步長更新條件如果滿足，令L＝L+size，然后執行步驟2.6)；否則直接執行步驟2.6)；

2.6)判斷是否滿足迭代停止條件如果滿足，則退出循環，執行步驟3；否則執行t＝t+1轉向步驟2.1)執行下一次迭代。

4.根據權利要求3所述的基于自適應廣義正交匹配追蹤的紅外圖像重構方法，其特征是步驟3具體包括：由最終得到的信號的稀疏表示系數估計得到原始信號估計，即重構后的紅外圖像其中Ψ為稀疏基。