專利名稱：基于視覺感知的自適應(yīng)塊壓縮傳感圖像編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像編碼方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低復(fù)雜度的基于視覺感知的自適應(yīng)塊壓縮傳感圖像編碼方法。
背景技術(shù)：
壓縮傳感(Compressive Sensing,簡寫為CS)理論是近幾年來剛剛興起的一種全新的信號(hào)處理方法。其優(yōu)點(diǎn)在于CS對(duì)信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)采樣方法所獲取的數(shù)據(jù)量，突破了香農(nóng)采樣定理的瓶頸，使得高分辨率信號(hào)的采集成為可能。CS理論要求信號(hào)本身是可壓縮的或在某種變換域下可以稀疏表示，采用非自適應(yīng)線性投影來保持信號(hào)的原始結(jié)構(gòu)，然后通過數(shù)值最優(yōu)化問題準(zhǔn)確重構(gòu)原始信號(hào)。由于CS中的采樣一般通過一個(gè)隨機(jī)矩陣來實(shí)現(xiàn)，一旦應(yīng)用于二維圖像，將面臨如下問題一是觀測矩陣比較大，將對(duì)內(nèi)存資源要求高，并使計(jì)算量增大；二是整幅圖像的變換忽略了圖像在空間位置和時(shí)間域上的局部稀疏性，造成系統(tǒng)性能下降。為此，Lu Gan提出了塊壓縮傳感(Block Compressive Sensing,簡寫為BCS),對(duì)圖像進(jìn)行分塊觀測,從而降低了觀測矩陣的大??；同時(shí)，一些快速有效的恢復(fù)算法也接連被提出，如M. A. T. Figueiredo等人提出的GPSR算法、T. T. Do等人提出的稀疏自適應(yīng)匹配追蹤算法等。但是這種塊壓縮傳感算法并沒有考慮到圖像中不同塊的特性及其對(duì)恢復(fù)質(zhì)量的影響。專利(申請(qǐng)?zhí)?01110074327. X)提出了一種基于自適應(yīng)塊壓縮傳感的漸進(jìn)圖像編碼方法，根據(jù)塊分類使用不同的觀測率對(duì)圖像塊進(jìn)行采樣。但是這種方法中，一方面由于塊分類在編碼端進(jìn)行，其復(fù)雜性影響了 CS固有的編碼簡單特性；另一方面這種分類方法僅針對(duì)圖像像素適用，忽略了人眼的感知特性。近年來，人類視覺特性被大量應(yīng)用于圖像處理中以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的主觀、客觀恢復(fù)性能。如國內(nèi)學(xué)者路 文提出了基于HDW的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，梁慧提出將視覺分析用到視頻隱寫中。由于視覺感知信息可以通過分析某種變換域下(如離散余弦變換DCT，小波變換以及contourlet變換)的系數(shù)來獲得，以更能夠捕捉到圖像中的細(xì)節(jié)和變換信息。而CS重構(gòu)也都在變換域中進(jìn)行，這就很方便進(jìn)行CS域的視覺分析，從而提高圖像的恢復(fù)質(zhì)量。然而，目前尚未見到如何將視覺特性應(yīng)用在CS中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低復(fù)雜度的、利用人類視覺感知特性來指導(dǎo)自適應(yīng)塊壓縮傳感(Adaptive Block compressive sensing,簡寫為ABCS)的圖像編碼方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多缺點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是基于視覺感知的自適應(yīng)塊壓縮傳感圖像編碼方法，其特征是包括下列步驟1.塊壓縮傳感(BCS)，具體包括下列步驟1. BCS 編碼
(I).讀入ー副NXN大小圖像x，將其分成多個(gè)WXW大小不重疊的圖像塊；(2).生成ー個(gè)W2XW2大小的正交高斯隨機(jī)矩陣作為種子觀測陣①；(3).對(duì)每ー個(gè)圖像塊Xi利用公式⑴進(jìn)行CS觀測
權(quán)利要求
1. 一種基于視覺感知的自適應(yīng)塊壓縮傳感圖像編碼方法，是將視覺特性應(yīng)用在壓縮傳 感(CS)中，利用CS重構(gòu)在某種變換域下的特性，在解碼端直接對(duì)每次重構(gòu)的變換域系數(shù)進(jìn) 行視覺分析，并通過反饋信道逐級(jí)地將分析結(jié)果傳送到編碼端來指導(dǎo)觀測率分配，其特征 在于具體包括下列步驟.1.塊壓縮傳感(BCS)，具體包括下列步驟.1.BCS編碼(1).讀入一副NXN大小圖像X，將其分成多個(gè)WXW大小不重疊的圖像塊；(2).生成一個(gè)W2X W2大小的正交高斯隨機(jī)矩陣作為種子觀測陣Φ ;(3).對(duì)每一個(gè)圖像塊Xi利用公式(I)進(jìn)行CS觀測
2.BCS解碼，具體步驟如下(1).在解碼端，預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)與編碼端相同的種子觀測陣Φ，通過編碼端發(fā)送過來的 觀測率MR抽取Φ的前m行，得到觀測矩陣Φ ;(2).由公式(2)得到整幅圖像的初始解
全文摘要
一種低復(fù)雜的基于視覺感知的自適應(yīng)塊壓縮傳感圖像編碼方法，其特征是I.塊壓縮傳感1.編碼讀入圖像并分塊；塊觀測；將觀測值和觀測率發(fā)至解碼端；2.解碼由觀測率得觀測矩陣；求初始解；維納濾波；用PL更新；DCT變換；雙變量收縮閾值處理；IDCT；用PL更新；反復(fù)迭代到初始階段結(jié)束；II.視覺分析分析每個(gè)重構(gòu)的DCT系數(shù)塊；塊分類；送入反饋信道；III.視覺感知指導(dǎo)的自適應(yīng)塊壓縮傳感1.編碼根據(jù)反饋來的結(jié)果自適應(yīng)觀測；將觀測值和觀測率送至解碼端；2.解碼組合觀測值；上一階段恢復(fù)圖像做初值；維納濾波；用PL更新；DCT變換；雙變量收縮閾值處理；IDCT；用PL更新；迭代到解碼結(jié)束；進(jìn)行下一階段分析、自適應(yīng)觀測和重構(gòu)，到恢復(fù)圖像滿足要求。
文檔編號(hào)H04N7/26GK103037212SQ20111030719
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者李志宏, 王安紅, 張雪, 劉磊 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)