1.一种感知数据驱动的自适应压缩感知图像编码方法,其特征在于,包括以下步骤:a、CS图像传感器将尺寸为N1×N2的图像X划分为L个尺寸为B×B的互不重叠块Xi,i代表块索引,由1取至L,将Xi按列排列成长度为Nb=B2的列向量xi,利用尺寸为Nb×Nb的高斯矩阵Фb对xi作矩阵乘法,公式如下:yi=Φb·xi 公式(1)其中,yi为输出长度为Nb的感知数据;
b、利用感知数据yi计算反映Xi中像素分布平稳性的特征Hi;
c、设定图像X的测量率S,确定总测量次数M=round(S×N),其中N=N1×N2,round(·)代表将输入实数四舍五入为整数,建立由特征Hi导向的自适应测量分配模型,生成Xi的测量次数Mi;
d、将长度为Nb的感知数据yi截短为长度为Mi的感知数据yr,i,传输至解码端;
e、在解码端,保留Фb的前Mi行构成块测量矩阵Фb,i,生成投影矩阵Pi,与感知数据yr,i作矩阵乘法,得到xi的估计块 并复原为图像块 逐一编解码各图像块,将L个复原图像块合并成最终的解码图像
2.根据权利要求1所述的感知数据驱动的自适应压缩感知图像编码方法,其特征在于,所述的步骤b利用感知数据yi计算可反映Xi中像素分布平稳性的特征Hi包括以下步骤:b1、将高斯矩阵Фb表示为列向量组形式,公式如下:其中 为Фb的第j列向量;
b2、将Фb的所有列向量逐点相加,获得列向量 公式如下:b3、计算yi与 的夹角余弦值cosθi,公式如下:其中yi,1为yi的第一个元素取值,上标T代表转置运算,sgn(·)代表取输入实数的符号;
b4、计算图像块Xi的特征Hi,公式如下:
Hi取值范围为[0,1],反映图像块Xi中像素取值分布的平稳性,当Hi越接近于1,表明Xi中像素取值分布越平稳,而当Hi越接近于0,表明Xi中像素取值分布越不平稳。
3.根据权利要求1所述的感知数据驱动的自适应压缩感知图像编码方法,其特征在于,所述的步骤c中生成Xi的测量次数Mi包括以下步骤:c1、计算图像块Xi的测量次数密度pi,公式如下:c2、建立自适应测量分配模型,公式如下:
其中,Mi为块Xi的测量次数, 代表Mi为正整数,M为图像的总测量次数,lb、ub分别为Mi的取值上界、下界;
c3、求解公式(7),步骤如下:
c31、设置初始的块测量次数Mi,0=round(pi·M),i=1,2,…,L,并限制Mi,0在区间[lb,ub]内取值,即,当Mi,0
c32、初始测量次数分配后,计算整幅图像的剩余测量次数R,公式如下:若R>0,执行如下循环迭代1,否则,执行如下循环迭代2,通过循环迭代后,确定出最终的块测量次数Mi,循环迭代1、2分别为:循环迭代1:
(a)设置迭代变量k=0;
(b)判断R是否等于0,若等于0,退出循环迭代,否则,执行以下步骤(c)至(f);
(c)计算集合 中的最小值Mmin;
(d)从取Mmin的块测量次数索引集合{i|Mi,k=Mmin}中随机选取一个索引t;
(e)通过实施Mt,k+1=Mt,k+1,将集合 更新为(f)设置R=R-1、k=k+1,并跳转至步骤(b);
循环迭代2:
(a)设置迭代变量k=0;
(b)判断R是否等于0,若等于0,退出循环迭代,否则,执行以下步骤(c)至(f);
(c)计算集合 中的最大值Mmax;
(d)从取Mmax的块测量次数索引集合{i|Mi,k=Mmax}中随机选取一个索引t;
(e)通过实施Mt,k+1=Mt,k-1,将集合 更新为(f)设置R=R+1、k=k+1,并跳转至步骤(b)。
4.根据权利要求1所述的感知数据驱动的自适应压缩感知图像编码方法,其特征在于,所述的步骤e中生成投影矩阵Pi的公式如下:其中上标T代表转置运算,上标-1代表求逆运算,Ra为图像块Xi的自相关矩阵,Ra的尺寸为Nb2×Nb2,其第r行、第c列的元素值计算公式如下:其中(r1,r2)代表Xi对应的列向量xi中第r个元素在Xi中的空间坐标,(c1,c2)代表Xi对应的列向量xi中第c个元素在Xi中的空间坐标,投影矩阵Pi与感知数据yr,i作矩阵乘法,得到xi的估计块 公式如下:将列向量 复原为图像块 最终,将L个复原图像块合并成解码图像