一种基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115272107A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210830501.7G06F16/29(2019.01)(22)申请日2022.07.15(71)申请人南京莱斯信息技术股份有限公司地址210014江苏省南京市秦淮区永智路8号(72)发明人屠陈樑唐皋戴胜吴晓亮高文昀张叶李国玲严欢赵新跃翟少华(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237专利代理师贺翔(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T5/50(2006.01)G06T17/20(2006.01)G06F17/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法(57)摘要本发明公开了一种基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法，步骤如下：设置模型参数，并选择待修复的缺失信号图像以及对应的GIS地图图像；根据设置的模型参数，构建最优化模型；将构建的最优化模型进行简化；对简化后的模型进行快速求解，以得到修补完整的信号图像。本发明的方法可以在保留正确信号值的基础上对盲区信号进行补全，同时该方法使用了双边仿射矩阵的近似形式，在保证正确率的基础上保证了速度；本发明即使在处理较大信号图像时，也能保证实时性，并且具有较好的盲区补全效果。CN115272107ACN115272107A权利要求书1/2页1.一种基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法，其特征在于，步骤如下：1)设置模型参数，包括：亮度带宽σl、彩色带宽σuv、空间带宽σxy，以及平滑参数λ；并选择待修复的缺失信号图像G以及对应的GIS地图图像P；2)根据步骤1)中设置的模型参数，构建最优化模型；3)将步骤2)中构建的最优化模型进行简化；4)对步骤3)中简化后的模型进行快速求解，以得到修补完整的信号图像T。2.根据权利要求1所述的基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法，其特征在于，所述步骤2)中最优化模型的目标函数如下：其中，ti为待预测的盲区信号图像T在像素点i处的值；tj为待预测的盲区信号图像T在像素点j处的值；Ci为像素点i处信号值的可信度，即：若该处为盲区，则认为该处完全不可信，将其置信度设置为0，反之，认为该处完全可信，将其置信度设置为1；gi为输入信号图像G在像素点i处的值；λ为可调节的平滑参数；j∈Ω(i)表示像素点j属于像素点i的邻域；W为双边仿射矩阵根据式(2)计算,为对W进行双归一化后的仿射矩阵；其中，表示GIS地图图像P中像素i的空间位置；表示GIS地图图像P中像素j的空间位置，分别表示像素i的l、u、v通道的值；分别表示像素j的l、u、v通道的值，从双边仿射矩阵的定义式得到像素i和像素j之间距离越近，颜色越接近，对应的双边仿射矩阵的值Wi,j就越大；通过上述最优化模型对ti进行求导并令其为0，得到：将上式写为矩阵形式得出：3.根据权利要求2所述的基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法，其特征在于，所述步骤3)中简化模型的方法为：双边仿射矩阵由下式近似得出：W≈STBS(5)其中，ST、B、S分别为Splat、Blur、Slice过程；Splat：对像素的五维坐标进行均匀量化，将像素投射到对应的五维网格中，每个网格的值为投射到该网格中所有像素值的平均；Blur：B矩阵对应于对五维网格进行带宽为1的五维高斯滤波；Slice：将像素值替换为其对应的网格的值；在最优化模型的目标函数中使用的归一化后的双边仿射矩阵由下式定义：T其中，Dm,Dn为对角矩阵，SS＝Dm；diag(·)为将向量放在矩阵对2CN115272107A权利要求书2/2页角线上从而将向量转换成对角矩阵的函数，1为全1向量；然后令：T＝STZ(7)其中，Z为临时变量；将式(6)和(7)代入(3)，得到：4.根据权利要求3所述的基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：计算式(8)中的系数矩阵计算式(8)中等式右边的向量，即SCG；式(8)定义了一个线性方程组，采用预条件共轭梯度法(PreconditionedConjugateGradientSolver)对其进行求解，得到Z；由于Z的尺寸比T小，故式(8)能够快速求解；根据式(7)对Z进行slice操作得到修补完整的信号图像T。3CN115272107A说明书1/4页一种基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法技术领域[0001]本发明属于计算机图像处理技术领域，具体涉及一种基于快速矩阵填充的信号盲区补全方法。背景技术[0002]信号盲区补全是生产生活中的一个重要问题。在实际中，出于成本的考虑，往往只在地图的部分区域布置了信号传感器，而信号盲区补全即是要根据信号传感器测得的部分信号数据估算地图中所有点的信号数据。[0