基于多字典改进型压缩感知框架的内窥镜图像感知重构方法研究

发布时间：2021-04-19 21:04

　　近年来,人们的饮食习惯日趋恶劣,胃肠病的发病率也日渐升高,电子内窥镜作为现代肠胃科最为重要的肠胃病辅助诊断工具也渐渐被人们所熟知。而受限于多方面的技术问题,现有的电子内窥镜成像精度较低,给医生确诊带来了很大的难题,因此,研究电子内窥镜的改造升级,提升成像速度和重构成像精度具有很大的研究价值和现实意义。本文针对电子内窥镜视频流中帧和帧之间结构较为相似的特点,以目前信号处理领域先进的压缩感知（Compressed Sensing,CS）理论作为切入点,指出了现有CS图像处理框架中字典学习耗时较长、鲁棒性较差和重构精度不足等问题,并针对这些缺点设计了一种基于多字典改进型压缩感知框架的内窥镜图像感知重构方法。传统压缩感知理论下单字典学习需要一次性使用整个数据集,字典训练耗时长且鲁棒性一般,因此本文提出使用多字典结构来解决这个问题。另外,内窥镜图像尺寸往往较大,包含了很多纹理细节特征,传统的感知矩阵设计方法不能满足这么复杂的性能需求,本文提出基于多字典平均梯度下降的鲁棒感知矩阵设计方法,大幅度提高了内窥镜重构性能,最后基于多字典平均结构进行图像信号的整合重构。研究具体内容如下:（1）针对内窥镜图... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 问题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 内窥镜发展历史和基本框架
        1.2.2 压缩感知发展史和研究现状
        1.2.3 压缩感知的应用
    1.3 本文的主要研究工作
    1.4 本文的组织结构
第二章 压缩感知基本理论
    2.1 范数
    2.2 基和框架
        2.2.1 基
        2.2.2 正交基
        2.2.3 框架
    2.3 稀疏表示和字典
    2.4 压缩感知基本原理和框架
    2.5 等效字典
        2.5.1 零空间性质
        2.5.2 受限等距性质
        2.5.3 RIP字典
        2.5.4 互相干性
    2.6 字典学习
        2.6.1 字典设计流程
        2.6.2 K-SVD算法
    2.7 感知矩阵设计
    2.8 本章小结
第三章 多字典和鲁棒感知矩阵设计
    3.1 内窥镜图像处理多字典系统
        3.1.1 多字典学习
        3.1.2 多字典重构
        3.1.3 多字典重构收敛性证明
    3.2 鲁棒感知矩阵设计
        3.2.1 平均互相干
        3.2.2 鲁棒感知矩阵设计
    3.3 基于多字典的平均梯度下降感知矩阵优化
        3.3.1 感知矩阵非凸优化相关工作
        3.3.2 多字典平均梯度下降（AGD）优化非凸函数
        3.3.3 多字典优化重构内窥镜处理框架
        3.3.4 联合优化的收敛性证明
    3.4 本章小结
第四章 多字典改进型CS系统性能仿真
    4.1 引言
    4.2 多字典平均梯度下降（AGD）性能测试
    4.3 人工合成信号测试
        4.3.1 权重参数λ的影响测试
        4.3.2 合成数据重构精确度测试
        4.3.3 不同感知矩阵优化算法的理论评估
    4.4 内窥镜图像测试
        4.4.1 权重参数的选取
        4.4.2 M、L、K参数对算法性能的影响测试
        4.4.3 内窥镜图像重构性能测试
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 发明专利
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像块分类与自适应多字典学习的图像压缩感知[J]. 潘菲菲,杨济民.  电脑知识与技术. 2018(05)
[2]消化道内窥镜诊断技术发展趋势与进展[J]. 孙凯,刘洪英,徐忠,贾子如,皮喜田.  医疗卫生装备. 2017(05)
[3]电子内窥镜的研究现状及发展趋势[J]. 张雯雯,周正东,管绍林,余子丽.  中国医疗设备. 2017(01)
[4]基于压缩感知的图像降噪处理研究[J]. 于海宁,江景涛,尚书旗.  农机化研究. 2016(02)
[5]动态压缩感知综述[J]. 荆楠,毕卫红,胡正平,王林.  自动化学报. 2015(01)
[6]字典学习模型、算法及其应用研究进展[J]. 练秋生,石保顺,陈书贞.  自动化学报. 2015(02)
[7]基于压缩感知的图像去噪的综述[J]. 张丽娟,纪峰.  电子技术与软件工程. 2014(18)
[8]压缩感知及其图像处理应用研究进展与展望[J]. 任越美,张艳宁,李映.  自动化学报. 2014(08)
[9]上消化道出血病因构成、出血量估计、病因趋势及相关因素[J]. 窦裁凤,刘元元,赵翀.  中国老年学杂志. 2014(07)
[10]压缩感知综述[J]. 尹宏鹏,刘兆栋,柴毅,焦绪国.  控制与决策. 2013(10)

博士论文
[1]压缩感知系统中字典和感知矩阵优化设计[D]. 白煌.浙江工业大学 2017



本文编号：3148305