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专利号: 2021104052522
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于StOMP压缩感知图像重构系统的构建方法,包括如下步骤:步骤1,采集图像;将图像分成S×T大小的图像块,S、T均是自然数;

步骤2,将步骤1所描述图像的图像块变换成长度为N的一维列向量X,N=S×T;在采样端采用部分哈达玛矩阵Φ=[φ1,φ2,...φm,…φM]作为测量矩阵对X进行采样,获取观测向量 获得的Y为长度为M的列向量,M为自然数;

构造部分哈达玛矩阵分为以下三个步骤:

21)预先随机化;构造哈达玛矩阵H∈N×N,随机排序矩阵H的列数,记为矩阵A;

22)采样率设置为R=M/N;抽取矩阵A的偶数行;若R>0.5,则保留偶数行,从奇数行中继续采用偶数行抽取原则进行抽取,直至抽取到M行;若R<0.5,则从偶数行里按照偶数抽取原则继续抽取,直到满足采样率R;抽取的M行构成亚采样矩阵B;

23)测量矩阵生成;对矩阵B进行转置得到B',即为部分哈达玛矩阵;

步骤3,利用稀疏表示对步骤2中获得的观测向量进行数学建模,即利用分段正交匹配追踪算法,得到观测向量在信号中的稀疏系数,具体步骤如下:输入:哈达玛矩阵H,观测向量y,信号稀疏度K,门限值g输出:稀疏系数

31)初始化参数;初始化残差信号r0=y,索引集 迭代计数t=1;

32)矩阵H∈N×N随机排列其列数,从中抽取M行,即为测量矩阵Φ,传感矩阵Θ=ΦΨ;

33)计算残差量和观测矩阵各原子的相关系数:T

u=|<Θ ,rt‑1>|                (1)从u中挑选大于门限值g的值,这些值所对应的Θ列序号j构成J,即将这些原子的角标构成的集合记为索引集J;

34)更新索引集;合并最新两次坐标索引,并对Λt集合进行一致化处理;令Λt=Λt‑1∪J,Θt=Θt‑1∪θj;若Λt=Λt‑1,则停止迭代,转38);

35)求y=ΘtSt的最小二乘解:

其中 为第t次更新所得的线性优化值;

36)更新残差:

37)稀疏解精度判定;若t>K或残差r的2范数小于误差限值,停止迭代;否则t=t+1,返回33);

38)重构所得 在Λt处有非零项,其值为最后一次迭代所得步骤4,在重构端,根据步骤3中得到的稀疏系数重构出估计信号;将步骤3中获得的稀疏系数代入公式:X=ΨS               (4)重构得到估计的原始图像,重构过程中已知参数稀疏系数S,选择离散余弦基为信号稀疏基Ψ。