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CDL实验设计优化方案

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:HCDL:这是一个基于8.2节中需要海塞矩阵求逆计算的CDL算法,可以认为是文献[197]中二维CDL算法的三维拓展版本。HCDL-greedy:这是HCDL的一个“贪婪”版本,其ADMM迭代只执行1次,可以看作文献[198]中快速CDL及使用ISM的文献[201]的三维拓展。PCDL1:这是基于式构造预条件矩阵的算法8-1的实现。3)CDL算法参数设置算法8-1中的参数设置如下:式中,T为输入图像中的最大强度值[219]。

CDL实验设计优化方案

本节中所有算法均基于MATLAB实现,运行于配有Intel Xeon CPU E5-2620和64 GB RAM的工作站。为公平比较,所有比较算法均使用相同的随机初始化特征图与滤波器。

1)算法命名规则

比较四种带有凸约束的基于ADMM的高光谱图像卷积字典学习算法。

(1)HCDL:这是一个基于8.2节中需要海塞矩阵求逆计算的CDL算法,可以认为是文献[197]中二维CDL算法的三维拓展版本。由于其矩阵求逆是精确计算的,故该版本可以作为测试收敛速度的标准版。

(2)HCDL-greedy:这是HCDL的一个“贪婪”版本,其ADMM迭代只执行1次,可以看作文献[198]中快速CDL及使用ISM的文献[201]的三维拓展。

(3)PCDL1:这是基于式(8-20)构造预条件矩阵的算法8-1的实现。

(4)PCDL2:这是基于式(8-21)构造预条件矩阵的算法8-1的实现。

2)高光谱图像数据库说明

本实验用Columbia CAVE[249]光谱图像数据库中的图像作为训练样本。原始高光谱图像尺寸为512×512×31,覆盖光谱范围为400~700 nm。原始图像经过空间维上的2倍被下采样后,被裁为128×128×31的测试图像。经过归一化后,所有测试图像用一个标准差为σ=4.773的13×13大小的高斯滤波器低通滤波,最终去除了低频成分之后的高频部分用作卷积字典学习。(www.xing528.com)

3)CDL算法参数设置

算法8-1中的参数设置如下:

式中,T为输入图像中的最大强度值[219]。实验中每个滤波器与系数特征图的ADMM迭代次数为S=V=5。

4)压缩重建算法参数设置算法8-1中的参数设置如下:

算法8-3中的最大迭代次数J=3。

5)终止条件

当满足如下条件时,算法迭代终止:

F(d,z)是式(8-1)中定义的目标函数值,而l是算法8-1中的外重循环迭代索引。参数tol设置为10-3

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