高光谱图像的埃尔米特压缩感知重构算法

发布时间：2024-11-03 05:37

　　 利用正交匹配追踪算法对高光谱图像进行压缩感知重构,是通过寻找最优原子对原始信号进行线性表示,使残差不断减小以获取重构信号。在处理基于冗余字典的重构问题时,其耗时主要存在于原子匹配过程和残差更新过程,导致算法的计算复杂度较高、难以实现实时处理。针对此缺陷,提出一种用于高光谱图像的埃尔米特压缩感知重构算法,主要思想是:利用埃尔米特求逆引理,对正交匹配追踪算法残差更新的迭代过程进行优化;进一步地,采用人工鱼群算法寻找最优原子,对匹配过程进行加速,以提高执行效率。利用所提算法对高光谱图像进行压缩感知重构处理,合理设置算法参数,在保证重构精度的条件下,与正交匹配追踪算法相比,所提算法能将计算速度提高10倍左右。

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【部分图文】：

四组高光谱数据第50个波段的原始图像如图2所示。重构图像与原始图像的峰值信噪比（PSNR）定义为式中：x和分别是原始图像和重构图像；max(x）是原始图像x的峰值。MS是均方误差，定义为

算法HA＿OMP中，人工鱼群算法的最大更新代数、种群大小对整个算法的计算精度和计算效率有重要影响。为了设定合理的参数，保证计算精度和计算效率，利用所提算法HA＿OMP对四组高光谱数据的第50个波段图像进行压缩重构（采样率为0.5）。最大进化代数Tmax的变化范围是5～50，间隔是....

原子个数对重构性能的影响非常大，图4给出不同采样率下，PSNR随原子个数的变化情况。实验中原子个数变化范围为1～50，原子个数间隔为1，采样率范围为0.1～0.5，间隔为0.1。图中的平均PSNR是将波段PSNR对波段数进行平均得到的。无论是OMP算法还是HA＿OMP算法，除采样....

四个数据集的单个波段（第40个波段）的最优PSNR及所需原子数见表2。与OMP算法相比，当采样率为0.1时，HA＿OMP算法的最优PSNR比OMP算法高出1～2dB。其他采样率下，所提算法的最优PSNR与OMP算法相当，差值能保证在1dB以内，说明所提算法能够保证重构精度。不同采....

本文编号：4010767