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《圖像壓縮感知觀測矩陣和重構(gòu)算法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文圖像壓縮感知觀測矩陣和重構(gòu)算法研究作者姓名鄧博文學(xué)科專業(yè)信號與信息處理指導(dǎo)教師楊春玲教授所在學(xué)院電子與信息學(xué)院論文提交日期2018年6月ResearchonMeasurementMatrixandReconstructionAlgorithmforCompressedImageSensingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DengBowenSupervisor：Prof.YangChunlingSouthChinaUniversityofTechnol
2、ogyGuangzhou,China分類號：TN919.81學(xué)校代號：10561學(xué)號：201520109499華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖像壓縮感知觀測矩陣和重構(gòu)算法研究作者姓名：鄧博文指導(dǎo)教師姓名、職稱：楊春玲教授申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：信號與信息處理研究方向：圖像與視頻信號處理論文提交日期：2018年06月07日論文答辯日期：2018年06月03日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：杜明輝教授委員：楊春玲教授、馬麗紅教授、劉杰平副教授、鐘海波高級工程師摘要傳統(tǒng)的圖像信號采集是基于香農(nóng)-奈奎
3、斯特采樣定理進(jìn)行的，通過先采樣后去冗余的方式實(shí)現(xiàn)高效存儲(chǔ)與傳輸。這種方式占用了信號采集端大量的資源并且計(jì)算復(fù)雜度較高，不適用于實(shí)時(shí)圖像采集的場景，例如鍋爐火焰監(jiān)測，運(yùn)動(dòng)物體的經(jīng)緯度測定等。壓縮感知（CompressedSensing，CS）理論提出了一種新的信號采集方法，使得信號的采集和壓縮可以同時(shí)進(jìn)行，大大節(jié)省了采集端的資源并降低了計(jì)算復(fù)雜度，引起了各方學(xué)者們的廣泛關(guān)注。圖像壓縮感知（CompressedImageSensing，CIS）是基于CS的一種圖像采集與恢復(fù)技術(shù)，包含了圖像信號的觀測，稀疏表示，重構(gòu)三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。本文著重研
4、究了觀測矩陣的構(gòu)造和重構(gòu)算法的設(shè)計(jì)。主要工作和研究成果如下：1.針對隨機(jī)性觀測矩陣不利于硬件實(shí)現(xiàn)的問題，本文提出一種基于分塊對角哈達(dá)瑪矩陣的圖像壓縮感知觀測矩陣構(gòu)造方法，并將均勻分塊的思想拓展到非均勻分塊，以適應(yīng)不同維度的信號。首先根據(jù)圖像塊大小確定觀測矩陣維度，再依據(jù)整數(shù)分拆理論構(gòu)造分塊對角哈達(dá)瑪矩陣；然后根據(jù)采樣率按照本文提出的取行方法提取相應(yīng)的行，得到相應(yīng)的圖像壓縮感知觀測矩陣。分塊對角哈達(dá)瑪觀測矩陣是三值確定性矩陣，利于硬件實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有的經(jīng)典觀測矩陣相比，本文提出的觀測矩陣應(yīng)用于現(xiàn)有較好的圖像壓縮感知重構(gòu)算法中，
5、具有較好的圖像重構(gòu)質(zhì)量，而且重構(gòu)算法復(fù)雜度更低。2.針對CIS組稀疏表示重構(gòu)算法在低采樣率下尤其是對紋理特征相對復(fù)雜的圖像重構(gòu)質(zhì)量不佳的問題，提出了基于殘差補(bǔ)償?shù)慕M稀疏表示（RCGSR）重構(gòu)方法。即對稀疏處理前后圖像組利用主成分分析（PCA）進(jìn)行組稀疏表示并獲取相應(yīng)稀疏系數(shù)之間的殘差，對殘差進(jìn)行稀疏化處理，將處理后的殘差補(bǔ)償至稀疏處理后圖像組的稀疏系數(shù)中。在殘差稀疏化處理過程中利用自適應(yīng)軟閾值收縮算法，對不同稀疏系數(shù)殘差采取不同的閾值進(jìn)行收縮處理，以增強(qiáng)算法的魯棒性。該算法在較好地保留了圖像低頻信息的同時(shí)大大減少了圖像高頻細(xì)節(jié)信息的損
6、失，圖像重構(gòu)質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。關(guān)鍵詞：圖像壓縮感知；觀測矩陣；非均勻分塊；重構(gòu)算法；殘差補(bǔ)償IAbstractThetraditionalimagesignalacquisitionisbasedontheShannon-Nyquistsamplingtheory,wherethesignalisfirstsampledandthentheredundantdataisdiscardedtoachieveefficientstorageandtransmission.Thisapproachoccupieshugeresources
7、ofacquisitionsideandhashighcomputationalcomplexity,soit’sunsuitableforthescenariosofreal-timeimageacquisition,suchastheboilerflamemonitoring,thelatitudeandlongitudeofamovingobjectdetection,etc.Compressedsensing(CS)theoryproposedanewsignalacquisitionmethod,conductingsamp
8、lingandcompressionsimultaneously,savingsamplingresourcesandreducingcomputationalcomplexityenormously.Thistheor
