基于压缩感知的信号重构研究

按照Nyquist采样定理,信号的采样率必须为信号最高频率的2倍以上,这会产生大量的冗余数据。压缩感知是一种新兴的采样理论,对于可以稀疏表示的信号,它能够以远低于Nyquist采样速率对信号进行采样,并通过优化算法实现重构。介绍了压缩感知的基本理论,并分别选取时域稀疏、频域稀疏和图像信号进行了仿真分析,实验结果显示,压缩感知理论能较好的重构原始信号。     

基于压缩感知的多聚焦图像融合方法

随着压缩感知技术的发展,基于压缩感知的图像融合技术研究受到越来越多的重视。针对图像傅里叶变换系数特点,提出了一种双星采样模式下基于高低频重要性度量的压缩传感域图像融合算法。该算法首先通过双星采样模式获得测量值,然后计算高低频区域对应的重要性度量作为融合算子,并对测量进行加权融合,最后通过求解最小全变分优化问题重构融合图像。主客观实验结果表明,该算法优于其他基于傅里叶的方案。     

基于压缩感知的模拟到信息转换研究

压缩感知理论突破了Nyquist采样定理的约束,提出对稀疏信号可以以远低于Nyquist采样速率进行采样,并可以通过重构算法恢复出原信号。研究了基于压缩感知的模拟到信息转换系统,该系统由调制、低通滤波器和低速率采样3个模块组成,实现高频信号的低速率采样,并通过重构算法得到原信号。对模拟到信息转换系统的结构和原理进行了详细介绍,并应用Matlab对系统进行了大量的仿真分析,该系统能稳健地从较少的采样数据中恢复原信号。     

基于改进PCNN的压缩感知域图像融合

() （）基金项目：。摘要：提出了一种压缩感知域基于改进PCNN的图像融合算法。根据压缩采样得到待融合图像的压缩观测值,建立改进PCNN模型,即利用压缩观测值的物理意义对PCNN中连接系数,加权矩阵和特征参数进行自适应设定。并将压缩观测值作为改进PCNN神经元输入获取点火映射图作为融合算子,对源图像观测值融合后进行重构得到融合图像。实验结果表明,该算法克服现有压缩感知图像融合算法细节丢失的缺陷,主客观评价优于现有压缩感知图像融合算法。     

压缩感知理论及两种贪婪算法详解

压缩感知理论使得采样频率与信号的内容和结构相关,在远低于Nyquist采样定理的采样频率下对数据直接进行压缩采样,为处理冗余数据做出了巨大贡献。关于压缩感知的基本理论,文章从信号的重构算法、信号的稀疏基以及信号测量矩阵的设计3个方面详细介绍。贪婪算法是重构算法中效率最高的算法,文章介绍其最开始提出的比较经典的两种算法:匹配追踪和正交匹配追踪,并详细给出了两个算法的本质思想、数学框架以及推导过程,也分析并证明了其收敛性。     

用于压缩感知的二值化测量矩阵

压缩感知是近年新兴的一种信号处理理论,在一定条件满足的情况下,压缩感知方法可通过远低于 Nyquist 频率的降采样数据以高概率近乎完美地重建原始信号。测量矩阵在压缩感知的整个处理过程中起着非常重 要的作用。本文从恢复算法入手提出二值化测量矩阵,并通过仿真对其性能加以验证。二值化后测量矩阵不仅在 性能上有一定提升,更重要的是可大大降低测量矩阵所需的存储空间以及压缩感知采样、恢复过程的运算量。     

基于DWT的高频系数压缩感知图像融合

传统的基于DWT的压缩感知图像融合方法针对的是整个稀疏系数,由于小波系数的低频部分为非稀疏的,导致其压缩重构质量差。针对该问题,提出了一种基于DWT高频系数压缩测量的融合方法,该压缩模式可以提高重构信号的质量,进而提高融合图像的效果。首先,对图像作小波稀疏变换,得到低频和高频系数,并对高频系数压缩测量得到测量值;然后,在小波域和压缩域分别进行融合,并对融合后的测量值进行重构得到融合后的高频系数;最后,经小波逆变换得到融合后的图像。实验结果表明,本压缩感知模式较传统的压缩感知模式在减少压缩数据量的同时提高了图像的融合效果。     

基于CCD图像传感器的压缩成像方法北大核心CSCD

压缩感知理论将信号采样和压缩同时进行,且采样频率远低于奈奎斯特频率,为低分辨率采样高分辨率成像提供了可能。为此,提出一种基于CCD图像传感器的压缩成像方法,利用CCD图像传感器模拟像素值串行输出不可重复使用的特点,对图像进行单次测量,构造半循环半随机测量矩阵对CCD图像传感器输出的模拟值进行压缩测量,基于增广拉格朗日法和交替方向法的最小全变分算法(TVAL3)算法解压缩重构图像。该成像方法测量矩阵的稀疏性较强,能较好地恢复原始图像,同时模拟/数字负担及量化编码的复杂度大大降低,成像系统结构简单,实用性强。仿真结果表明,所提成像算法重构的图像主客观质量较好。     

基于压缩感知的遥感图像融合方法

压缩感知理论,以远低于奈奎斯特采样定理要求的速率对图像进行采样,可利用图像的部分信息重构原始图像,有效地减轻图像处理的计算复杂度,降低对硬件的要求。文中提出了一种基于压缩感知的遥感图像融合方法。在压缩域对多光谱和全光谱遥感图像进行了融合实验,并与传统的融合方法进行了比较,实验结果表明,文中方法在遥感图像融合上有着良好的性能。     

一种基于全变差模型的欠采样图像重构方法

基于全变差范数最小化模型,构造了一种新的图像重构算法;利用欠采样域内的融合信息,结合构造的图像重构算法,提出了一种基于压缩感知理论的图像融合模型.数值实验表明,构造的重构算法与传统算法相比,在一定程度上减少了所需的采样数量;提出的融合模型对多类图像具有较优的融合效果.     

基于压缩感知的多发多收高分辨SAR成像算法研究

压缩感知理论指出,稀疏信号可以通过以低于奈奎斯特采样的测量数据重建出原始信号。针对高分辨率SAR成像在奈奎斯特理论下所面临的高速A／D采样、大数据量存储、传输等问题挑战。本文提出了一种基于压缩感知理论的多发多收高分辨率SAR二维成像算法。该算法减轻了高分辨率SAR成像的压力,采用压缩感知处理降低了A／D采样速率、数据量...     

基于压缩感知的医学图像采样新方法研究

压缩感知基于信号的稀疏性或可压缩性,能够以低于奈奎斯特采样率的频率进行采样,从而直接获得压缩后的采样信号。本文将压缩感知的思想应用于医学图像,对已获得的图像进行压缩采样,以降低医学图像的存储空间。基于正交匹配追踪思想,提出分块双阈值正交匹配追踪方法,根据图像不同区域信息量的不同,采取分块处理并加入采样阈值,针对不同子图像块采取不同采样率,提高了采样效率;同时,在重构时加入判断阈值,可降低重构效果对采样阈值的依赖,减小了由于图像的特殊性或人为经验不足而使得采样阈值选取不当对图像重建质量的影响。实验表明,本文方法能够以较低的采样率实现较高的重构精度。     

基于压缩传感的重构算法研究

传统的奈奎斯特采样定理规定采样率必须是频率带宽两倍,浪费大量采样资源。如果信号可以稀疏表示,那么可以采用压缩传感技术重构原始信号,压缩传感能在采样的同时对数据进行适当压缩,节省系统资源。现存的压缩传感重构算法对图像边缘和纹理的重构效果都不太理想,提出一种基于全变差的图像重构算法,该算法能稳定有效地重构图像的边缘和纹理。     

An Introduction To Compressive Sampling [A sensing/sampling paradigm that goes against the common knowledge in data acquisition]

Conventional approaches to sampling signals or images follow Shannon's theorem: the sampling rate must be at least twice the maximum frequency present in the signal (Nyquist rate). In the field of data conversion, standard analog-to-digital converter (ADC) technology implements the usual quantized Shannon representation - the signal is uniformly sampled at or above the Nyquist rate. This article surveys the theory of compressive sampling, also known as compressed sensing or CS, a novel sensing/sampling paradigm that goes against the common wisdom in data acquisition. CS theory asserts that one can recover certain signals and images from far fewer samples or measurements than traditional methods use.     

压缩采样中模拟信息转换器的性能仿真

受奈李斯特采样定理的约束,传统通信设备在提高分辨率和满足实时性要求时,面临高采样率、快处理速度等问题的挑战.而根据压缩采样(Compressive Sensing,CS)理论构建的模拟信息转换器(Analog to Information Converter,AIC)只需进行远低于奈奎斯特采样率采样信号,即可实现对原信...     

CS与GPR联合反演目标成像

压缩传感(CS)理论是在已知信号具有稀疏性或可压缩性的条件下对信号数据进行采集、编解码的新理论。压缩传感采用非自适应线性投影来保持信号的原始结构,能通过数值最优化问题准确重构原始信号。压缩传感以远低于奈奎斯特频率进行采样,在高分辨压缩成像系统、视频图像采集系统、雷达成像以及MRI医疗成像等领域有着广阔的应用前景。阐述了压缩传感理论框架以及信号稀疏表示、CS编解码模型,并进行了压缩传感与探地雷达联合反演目标成像。反演结果表明,随机孔径压缩传感成像算法比递归反向投影算法和最小二乘法所需数据量少,成像效果好,目标旁瓣小,对噪声的鲁棒性更好。     

Model-Based Multichannel Compressive Sampling with Ultra-Low Sampling Rate

The emerging compressive sampling (CS) theory makes processing ultra-wide-band (UWB) signal at a low sampling rate possible if the underlying signal has a sparse representation in a certain basis. The feasibility of model based compressive sampling for ultra-wide-band (UWB) signal is investigated. In this paper, a multichannel compressive sampling architecture is developed to capture UWB signal at a rate much lower than Nyquist rate. The proposed framework considers sub-Nyquist sampling stream of delayed and weighted versions of a known signal with finite support in time domain. A basis function is constructed to realize sparse signal representation. To reduce the hardware cost, a segmented architecture is suggested. In addition, a joint signal recovery algorithm is presented. Experimental results indicate that, with this system, a UWB signal sampled at about 4% of Nyquist rate still can be recovered with overwhelming probability.