[发明专利]一种用于图像无损压缩的像素值预测方法

权利要求书

1.一种用于图像无损压缩的像素值预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：输入具有i行乘以j列个像素的图像，并设定待预测像素值的待预测像素为x(i，j)，取待预测像素x(i，j)的上方和左侧邻域共M*(2*N+1)个像素值，M表示行数，(2*N+1)表示列数；

步骤S20：初始化K个大小为M*(2*N+1)的权值矩阵W_k和K个偏置标量b_k，用于生成K个待预测像素x(i，j)的候选预测值

步骤S30：将得到的K个候选预测值依次排列成一个候选预测值向量α_i，j，初始化一个K*K的权值矩阵G和一个1*K的偏置向量c；通过候选预测值向量α_i，j、权值矩阵G和偏置向量c得到一个概率值向量；

步骤S40：根据概率值向量得到待预测像素x(i，j)的最终预测值

步骤S20中：所述候选预测值通过以下方式程式(1)获得：

式(1)中，softplus函数定义为：softplus(x)＝ln(1+e^x)；

u表示相对于i的偏移量，其取值范围为[-M+1，0]，v表示相对于j的偏移量，其取值范围为[-N，N]；

步骤S30中：通过候选预测值向量α_i，j与权值矩阵G的矩阵乘积再加上偏置向量c，得到一个长度为K的行向量g_i，j＝α_i，j*G+c；记行向量g_i，j的每个元素为g_i，j＝[g_i，j(1)，...，g_i，j(p)，...，g_i，j(K)]，对行向量g_i，j进行softmax运算，得到所述概率值向量；

所述概率值向量记为且满足以下关系：

所述待预测像素x(i，j)的最终预测值通过以下方程式(3)计算获得：

或者，所述待预测像素x(i，j)的最终预测值由以下方程式(4)来获得：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S10中，设定W_k(0，0)，W_k(0，1)，...，W_k(0，N)恒为0，权值矩阵W_k中除了这(N+1)个元素外的其它元素用均值为0，标准差为的高斯分布随机数进行初始化，然后通过批量随机梯度下降法进行迭代更新；b_k可初始化为0.1，同样通过批量随机梯度下降法进行迭代更新。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，权值矩阵G初始化均值为0，标准差为1/k的高斯分布随机数；偏置向量c初始化为0向量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过随机梯度下降法并指定损失函数来优化权值矩阵W_k、偏置标量b_k、权值矩阵G及偏置向量c，所述损失函数为