[发明专利]基于引导滤波与剪切滤波的红外图像压缩感知重构方法

摘要

本发明公开了一种基于引导滤波与剪切滤波的红外图像压缩感知重构方法，主要解决传统红外图像质量低和现有压缩感知重构方法效果差的问题。其步骤为1.利用引导滤波对原始红外图像进行多尺度分解，得到一个低频模糊图和一系列高频细节图；2.对高频细节图利用剪切滤波进行多方向分解，采用部分哈达玛矩阵对不同方向系数进行降维观测，并使用多路径匹配追踪方法进行优化重构，对不同方向的重构系数再通过剪切滤波得到重构的高频细节图；3.将重构的高频细节图与经过传统线性采样得到的低频平滑图相加，得到红外重构图像。本发明与现有压缩感知技术相比，获得了较好的重构质量，是一种有效可行的红外图像重构方法。

主权项

一种基于引导滤波与剪切滤波的红外图像压缩感知重构方法，包括如下步骤：(1)对原始红外图像进行稀疏变换：采用引导滤波对原始红外图像进行多尺度分解，原始红外图像表示为I，得到一个低频模糊图像LK和一系列不同尺度上的高频细节图像Hk(k＝1，2，...，K)，K表示多尺度分解的分解尺度，k表示第k个分解尺度；其中低频模糊图像包含图像的基本信息，占据整个图像的大部分能量，高频细节图像包含不同尺度上的边缘或纹理等细节信息；然后对不同尺度上的高频细节图像采用剪切滤波进行多方向分解，得到每一个尺度下不同方向的高频系数；(2)对每一个尺度不同方向上的高频系数进行压缩重构：采用部分哈达玛矩阵对高频系数进行低维观测，再使用多路径匹配追踪方法对得到的降维观测数据进行优化重构；(3)对每一个尺度不同方向上进行压缩重构的高频系数进行逆变换：通过逆剪切滤波得到不同尺度上的重构高频细节图像；将重构的高频细节图像与保留下来的低频模糊图像一起进行多尺度引导滤波重构，即可得到原始红外图像的重构图；(4)步骤(1)所述的采用引导滤波对原始红外图像进行多尺度分解具体过程如下：采用引导滤波GF实现对原始红外图像进行如下的K尺度分解，可得到一系列不同尺度上的高频细节图像Hk(k＝1，2，…，K)和一个低频模糊图像LK，可以表示为：Lk=GF(Lk-1),L0=IHk=Lk-1-Lk]]>其中，GF表示引导滤波算子，设置引导图像L0与原始红外图像相同，滤波窗口半径r＝3，正则化参数λ＝0.005，Lk＝GF(Lk‑1)表示对图像Lk‑1进行一次引导滤波；(5)步骤(1)所述的对不同尺度上的高频细节图像采用剪切滤波进行多方向分解的具体方法为：采用Meyer小波建立剪切滤波对各尺度下的高频细节图像进行方向滤波，实现方向分解。