[發(fā)明專利]圖像重構(gòu)方法及裝置、圖像壓縮方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110789933.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113689330A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛蕾;李峰;魯嘯天;楊雪;鹿明;張南;梁亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空間技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40;H04N5/372;H04N19/42;H04N19/80
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像重構(gòu)方法及裝置、圖像壓縮方法及裝置，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。所述圖像重構(gòu)方法包括：針對(duì)原始影像的測(cè)量值，重復(fù)執(zhí)行以下步驟進(jìn)行迭代運(yùn)算直至達(dá)到預(yù)定迭代次數(shù)K后，將第K次更新后的所述第一測(cè)量值作為重構(gòu)影像x：對(duì)第一測(cè)量值y₁進(jìn)行插值放大至原始影像大小相同，得到插值后的影像y_f；對(duì)插值后的影像y_f進(jìn)行Huber變換和壓縮感知變換，得到Huber變換后的影像y_H和壓縮感知變換后的影像y_fC；計(jì)算壓縮感知變換后的影像y_fC與所述第二測(cè)量值y₂之間的差值，并對(duì)所述差值進(jìn)行壓縮感知反變換，得到殘差r；以及使用殘差r、Huber變換后的影像y_H，對(duì)所述第一測(cè)量值y₁進(jìn)行更新。所述重構(gòu)影像具有更高的峰值信噪比和更好的視覺(jué)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種圖像重構(gòu)方法及裝置、圖像壓縮方法及裝置。

背景技術(shù)

深空探測(cè)能夠獲得未知領(lǐng)域的信息，由CCD相機(jī)或天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的深空?qǐng)D像是最直觀的信息表示。然而，由于海量數(shù)據(jù)與相對(duì)較窄的信道帶寬之間的矛盾，需要對(duì)圖像進(jìn)行在軌壓縮才能夠降低深空通信的難度。深空探測(cè)中使用最廣泛的圖像壓縮方法是JPEG/JPEG 2000。JPEG是有損壓縮算法，基于離散余弦變換后進(jìn)行量化，其在中高比特率下具有良好的性能，失真率較低，但在低比特率下失真率較高。

為解決上述問(wèn)題，提出一種基于感興趣區(qū)域的深度圖像壓縮算法。該算法通過(guò)目標(biāo)識(shí)別方法劃定感興趣區(qū)域，針對(duì)感興趣區(qū)域的頻率變換提取更多系數(shù)，對(duì)非感興趣區(qū)域提取少量系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)低比特率下獲得更好的目標(biāo)影像。然而目標(biāo)識(shí)別的準(zhǔn)確率對(duì)結(jié)果具有影響，如果準(zhǔn)確率不佳可能會(huì)錯(cuò)過(guò)重要目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種圖像重構(gòu)方法及裝置，用以解決現(xiàn)有圖像壓縮技術(shù)(尤其是天文圖像壓縮技術(shù))中存在的低比特率下失真率較高的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像重構(gòu)方法，所述方法包括針對(duì)原始影像的測(cè)量值，重復(fù)執(zhí)行以下步驟進(jìn)行迭代運(yùn)算，直至達(dá)到預(yù)定迭代次數(shù)K后，將第K次更新后的所述第一測(cè)量值作為重構(gòu)影像x，其中所述測(cè)量值包括第一測(cè)量值y₁和第二測(cè)量值y₂，其中，所述第一測(cè)量值y₁通過(guò)對(duì)所述原始影像進(jìn)行下采樣而獲得，所述第二測(cè)量值y₂通過(guò)對(duì)所述原始影像進(jìn)行壓縮感知變換而獲得：對(duì)所述第一測(cè)量值y₁進(jìn)行插值放大至所述原始影像大小相同，得到插值后的影像y_f；對(duì)所述插值后的影像y_f進(jìn)行Huber變換，得到Huber變換后的影像y_H；對(duì)所述插值后的影像y_f進(jìn)行所述壓縮感知變換，得到壓縮感知變換后的影像y_fC；計(jì)算所述壓縮感知變換后的影像y_fC與所述第二測(cè)量值y₂之間的差值，并對(duì)所述差值進(jìn)行壓縮感知反變換，得到殘差r；以及使用所述殘差r、所述Huber變換后的影像y_H，對(duì)所述第一測(cè)量值y₁進(jìn)行更新。

可選的，根據(jù)以下Huber函數(shù)得到所述Huber變換后的影像y_H：

其中，α為預(yù)先設(shè)定的Huber變換閾值。

可選的，對(duì)所述第一測(cè)量值y₁進(jìn)行更新包括使用梯度下降法對(duì)所述第一測(cè)量值y₁進(jìn)行更新，包括：根據(jù)所述殘差r、所述Huber變換后的影像y_H，計(jì)算梯度grad；以及使用所述梯度對(duì)所述第一測(cè)量值y₁進(jìn)行更新。

可選的，根據(jù)以下公式計(jì)算所述梯度grad：