[发明专利]一种交叉子集导引的剩余块集测量率调控方法

说明书

本发明涉及一种交叉子集导引的剩余块集测量率调控方法，包括以下步骤：将目标图像分为若干块，对所有块进行分类，将各块通过块集划分归入交叉子集或剩余块集；使用初始测量率对交叉子集进行按序逐块观测，并统计观测值向量；根据交叉子集中观测值向量的统计情况为剩余块集设置各类的优化测量率，使用优化测量率对剩余块集进行按序逐块观测，并记录观测值；各块的观测值按螺旋次序逐块进行多方向预测，执行残差的量化与熵编码。本发明在平均测量率保持下提高图像观测的整体质量。

技术领域

本发明涉及压缩感知通信系统中的观测参数调控技术领域，特别是涉及一种交叉子集导引的剩余块集测量率调控方法。

背景技术

压缩感知通信系统能够突破奈奎斯特采样定律的限制，使以欠奈奎斯特速率采样的信号仍然可以有效的恢复，实现复杂度从测量端向重建端的转移。压缩感知测量端从原始的高维信号中获取低维的观测数据，观测过程是同时进行信号采集与数据压缩。作为一种典型的图像压缩感知架构，量化分块压缩感知(QuantizedBlockCompressiveSensing,QBCS)将目标图像划分成大小相同的若干块，每块包含水平和垂直方向的多个连续像素，然后按序逐块进行独立的观测，最后执行预测、量化与熵编码。在QBCS测量端，观测矩阵的规模取决于块的大小，不随目标图像分辨率的增加而增大，降低了计算和存储开销。若需要对块的测量率进行调整，只需要改变观测矩阵的选取行数，从而简化了硬件设计。

本发明的发明人发现，目前QBCS测量端对目标图像的所有块采用单一测量率进行观测，忽略了不同区域的特征差异性，使信息量不大的图像区域也被分配同样的测量率，难以提升目标图像的观测质量。在平均测量率与单次观测的约束下，如何为所有块优化地分配测量率仍是一个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种交叉子集导引的剩余块集测量率调控方法，能够在平均测量率保持下提高图像观测的整体质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种交叉子集导引的剩余块集测量率调控方法，包括以下步骤：

(1)将目标图像分为若干块，对所有块进行分类，将各块通过块集划分归入交叉子集或剩余块集；

(2)使用初始测量率对交叉子集进行按序逐块观测，并统计观测值向量；

(3)根据交叉子集中观测值向量的统计情况为剩余块集设置各类的优化测量率，使用优化测量率对剩余块集进行按序逐块观测，并记录观测值；

(4)各块的观测值按螺旋次序逐块进行多方向预测，执行残差的量化与熵编码。

所述步骤(1)具体为：将目标图像分为若干块，并按从内向外螺旋的次序对所有块编排序号，并根据块序号的大小将所有块均分为三种块类别：内区、中区和外区；从第1个块开始，每隔K个块选一个块到交叉子集，其它块归入剩余块集。

具体地说，QBCS测量端准备获取一幅大小为W×H像素的目标图像，其中，W是宽度，H是高度。待测的目标图像被划分为N＝(W×H)/b²个互不重叠的块，每块大小均为b×b像素，N代表目标图像所有块的总数，b代表每块边长的像素数。按从内向外螺旋次序对所有块编排序号，i表示块序号，i＝1,2,···,N，位于图像中心的块被选为第1个块，令xⁱ表示第i个块的原始像素，按从内向外螺旋递增的块序号将所有块均分为三种块类别：内区、中区、外区，对应于目标图像的内、中、外三个区域，块数量分别是若表示选取不大于且最接近的整数，j表示块类别标号(j＝1,2,3)，则内区(j＝1)的块序号从1到中区(j＝2)的块序号从到外区(j＝3)的块序号从到N。从第1个块开始，每隔K个块选一个块到交叉子集，其它块归入剩余块集，这样剩余块集与交叉子集的块数量之比为K-1。

所述步骤(2)具体为：使用初始测量率以图像中心的块为起点，按螺旋次序逐块进行独立观测，并缓存观测值。