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专利号: 2022110814195
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,包括:对原图像进行压缩测量得到测量向量;根据测量向量生成初始重建图像;

采用多个残差模块对初始重建图像依次进行特征提取,获得残差特征集合E={E1,E2,…,En};将残差特征En输入至多种尺度卷积核的密集模块提取密集特征T1;

采用注意力模块将密集特征T1和残差特征En‑1进行局部特征融合形成密集特征T2;重复迭代直至全局的残差特征融合完成,获得全局融合特征;

计算全局融合特征的残差后与初始重建图像相加得到最终重建图像。

2.根据权利要求1所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,对原图像进行压缩测量得到测量向量的方法包括:将原图像转为灰度图后进行区块处理获得图像块,将图像块进行旋转和翻转后构建图像块数据集;

对图像块数据集中的图像块进行采样后,通过测量矩阵对图像块行压缩测量得到测量向量,表达公式为:公式中,𝚽 表示为测量矩阵; 表示为第i个图像块; 表示为第i个图像块对应的测量向量。

3.根据权利要求2所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,根据测量向量生成初始重建图像的方法包括:将测量向量转化为初始重建图像块的表达公式为:

公式中, 表示由全连接层组成的线性映射关系函数,  表示为第i个图像块的权重; 表示为第i个初始重建图像块;

将各初始重建图像块进行叠加生成初始重建图像。

4.根据权利要求1或权利要求3所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,采用多个残差模块对初始重建图像依次进行特征提取,获得残差特征集合的方法包括:将初始重建图像输入至残差模块,对初始重建图像分别进行3×3卷积和5×5卷积后进行相互连接,获得叠加特征;将叠加特征进7×7卷积获得残差特征E1;

重新采用残差模块对残差特征E1进行特征提取获得残差特征E2,采用残差模块对残差特征E2进行特征提取获得残差特征E3;构建残差特征集合E={E1,E2,E3}。

5.根据权利要求1所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,将残差特征En输入至多种尺度卷积核的密集模块提取密集特征的方法包括:通过DensNet分别对残差特征En进行3×3卷积后,使用1×1卷积降维获得初始密集特征P1;通过另一DensNet分别对残差特征En进行5×5卷积后,使用1×1卷积降维获得初始密集特征P2;将初始密集特征P1与初始密集特征P2连接后依次进行1×1卷积和ReLU函数处理后获得密集特征。

6.根据权利要求1所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,采用注意力模块将密集特征T1和残差特征En‑1进行局部特征融合形成密集特征T2的方法包括:通过空间注意力对残差特征En‑1进行重要性加权生成残差融合特征;通过通道注意力对密集特征T1进行重要性加权生成密集融合特征;将残差融合特征和密集融合特征执行Concat连接后依次进行1×1卷积和ReLU函数处理后获得密集特征T2。

7.根据权利要求6所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,通过通道注意力对密集特征进行重要性加权生成密集融合特征的方法包括:将第k次生成的密集特征 重塑为密集特征 ,

;C表示为密集特征 的通达数量;H表示为密集特征 的高度;W表示为密集特征 的宽度;

计算密集特征 在各通道之间的影响程度,计算公式为:

公式中, 表示为第a个通道的密集特征 对第b个通道的密集特征 的影响程度; 表示为第a个通道的密集特征 ; 表示为第b个通道的密集特征 ;根据密集特征和影响程度计算得到尺寸为 的密集融合特征,计算公式为:公式中, 表示为第b个通道的密集融合特征; 表示为设定的比例参数; 表示为第b个通道的密集特征 。

8.根据权利要求7所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法,其特征在于,通过空间注意力对残差特征进行重要性加权生成残差融合特征的方法包括:将第t次生成的残差特征 输入至卷积函数生成映射特征 、映射特征 和映射特征 ;将映射特征 、映射特征 和映射特

征 分别重塑为映射特征 、映射特征 和映射特征

将映射特征 和映射特征 进行矩阵计算,表示公式为:

公式中, 表示为第c个位置的特征 对第d个位置的特征 的影响程度; 表示为第c个位置的映射特征 ; 表示为第d个位置的映射特征 ;

根据影响程度 和映射特征 计算得到尺寸为 的残差融合特征,计算公式为:

公式中, 表示为第b个通道的残差融合特征; 表示为第c个位置的映射特征 ,表示为第d个位置的残差特征 ; 表示为设定的比例参数。

9.一种多尺度特征融合的图像重建系统,其特征在于,包括:图像重建模块,用于对原图像进行压缩测量得到测量向量;根据测量向量生成初始重建图像;

特征提取模块,用于采用多个残差模块对初始重建图像依次进行特征提取,获得残差特征集合E={E1,E2,…,En};将残差特征En输入至多种尺度卷积核的密集模块提取密集特征T1;

特征融合模块,用于采用注意力模块将密集特征T1和残差特征En‑1进行局部特征融合形成密集特征T2;重复迭代直至全局的残差特征融合完成,获得全局融合特征;

图像生成模块,用于计算全局融合特征的残差后与初始重建图像相加得到最终重建图像。

10.计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现权利要求1至权利要求8任意一项所述的一种多尺度特征融合的图像重建方法的步骤。