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题名基于色彩感知的通用高保真光谱图像压缩
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作者
梁玮
蔡磊
郝雯
金海燕
侯煜
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机构
西安理工大学计算机科学与工程学院
陕西省网络计算与安全技术重点实验室
中国人民解放军陆军工程大学基础部
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出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第7期2008-2016,共9页
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基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2024JC-YBMS-477,2023-JC-YB-545)
国家自然科学基金面上项目(62372369)资助。
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文摘
针对光谱图像在特定再现环境下的色彩高保真复制等领域的应用,为增加通用性,提升压缩效率,进一步存储传输,本文提出了特定光照中基于视觉感知特性的通用低复杂度色彩高保真光谱图像压缩方法。首先研究特定再现环境中光谱图像的色彩再现原理,设计重建光谱图像色彩误差衡量方式,进而提出特定光照中光谱图像色彩保真压缩的失真指导准则。基于色彩失真指导准则,得出压缩原理,进而设计光谱预处理、空谱去冗余方法、编码方法和优化策略,最终提出可供高保真再现的光谱图像压缩方法。在失真指导准则方面,首先构建了光谱图像的色彩分解环境,提出了对光谱图像在特定照明下(单一或者混合照明)进行色彩感知信息提取的矩阵算子;然后,利用色彩感知信息提取算子,采用色彩感知误差衡量光谱图像于色彩测度上的偏差;最后,提出用于指导压缩环节的光谱图像色彩感知失真准则。基于该准则提出针对性压缩原理,设计了本文压缩算法流程。首先,对光谱数据色彩感知加权预处理,采用色彩感知信息提取算子,获得特定再现条件下保持光谱特性的光谱色彩感知数据;然后,基于色彩感知压缩原理,对色彩感知光谱数据进行APWS-RA编码,命名为W_(S)F-APWS-RA。光谱图像解码分为两个阶段。首先,对压缩码流进行编码的逆处理,形成重建的光谱色彩感知数据矩阵;然后,采用设计的可逆色彩感知提取算子,通过感知信息提取矩阵算子的逆矩阵与重建光谱色彩感知数据矩阵相乘获得重构光谱图像。实验表明,在相同比特率下,较低复杂度压缩APWS,APWS-RA及色彩再现类WF-APWS-RA,W_(S)F-APWS-RA编码不但能够更加有效地保留特定再现条件下的光谱色彩信息,具有最优秀的变光照色彩再现稳定性,同时可有效提升光谱重建精度。因此,新方法亦可泛化用于遥感等领域,具有重要实用价值。
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关键词
可见光谱
光谱图像压缩
色彩高保真再现
色彩感知信息提取
小波编解码
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Keywords
Visible spectrum
Spectral image compression
High-fidelity color reproduction
Color perception information extraction
Wavelet codec
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分类号
TN919.81
[电子电信—通信与信息系统]
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