[发明专利]一种基于光学条带波变换的图像压缩方法

权利要求书

1.  一种基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获取图像信号；

S2：采用光学条带波变换获取图像信号的稀疏矩阵；

S3：采用高斯随机矩阵作为测量矩阵；

S4：利用稀疏矩阵和测量矩阵通过并行乘法计算获取压缩信号；

S5：对图像的压缩信号进行解压缩重构图像。

2.根据权利要求1所述的基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：所述步骤S2中的光学条带波变换，具体步骤如下：

S21：利用现有的光学小波变换方法实现对图像信号进行二维小波变换的多尺度分解，并形成小波系数；

S22：利用计算机通过数值计算完成最优四叉树剖分；

S23：根据光学系统中联合变换相关法与条带波变换中寻求最优方向的目标函数的特点，建立数学模型，提出合适的光学实现方法，完成逐一寻找最优四叉树剖分的各个字块的最优方向；

S24：利用电学数值计算系统，根据最优方向借助正交投影和小波系数重新排列，得到一维离散信号，实施一维方向小波变换，最终得到图像信号的稀疏矩阵。

3.根据权利要求2所述的基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：所述步骤S22中的最优四叉树剖分为四叉树分割法和CART二分递归分割。

4.根据权利要求2所述的基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：所述联合变换相关法用于实现对图像进行多尺度几何分析，输入的是多尺度几何分析滤波器的空域形式，其具体步骤为：将激光经过分光准直后，一部分光作为入射光照射在第一空间光调制器上，第一空间光调制器位于第二透镜的前焦点处，另一部分光照射在第二空间光调制器上；第二透镜对输入图像成像，成像在第一CCD上，探测到的是输入图像的联合变换功率谱，并将功率谱传输至计算机后，计算机将功率谱输入第二空间光调制器，经过第三透镜反变换作用，在第三透镜的后焦面处得到输出，利用第二CCD采集得到输入图像的空域滤波结果。

5.  根据权利要求1所述的基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：所述测量矩阵采用基于FPGA矩阵的并行运算算法实现，具体步骤如下：

S31：设置高斯随机测量矩阵并放入FPGA可编程门阵列的ROM中；

S32：把光学条带波变换方法产生的稀疏矩阵以串行方式输入并存储在RAM中；

S33：按时间流程在FPGA可编程门阵列中将稀疏矩阵分块处理；

S34：通过稀疏矩阵和测量矩阵的并行乘法运算，实时获取压缩信号。

6.根据权利要求1所述的基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：所述步骤S5中的解压缩采用正交匹配跟踪算法。

7.根据权利要求1所述的基于光学条带波变换的图像压缩方法，其特征在于：所述步骤S4中的并行乘法计算是在FPGA中进行的。