1.基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一,输入一幅被噪声污染的图像u0(x,y),图像大小为M×N,设定时间间隔;
步骤二,将图像进行对称处理,处理后图像的大小为原图像的4倍,计算公式如下:for x=1:M
for y=1:N
u(x,2*N+1-y)=u0(x,y)u(2*M+1-x,y)=u0(x,y)u(2*M+1-x,2*N+1-y)=u0(x,y)end
end;
步骤三,利用MATLAB商业数学软件自带的快速傅立叶变换函数对图像进行傅立叶变换,公式如下:步骤四,获得图像的分数阶微分;
计算图像的分数阶微分的计算过程如下:其中p(m1)=(1-exp(-j2πm1/N))α,p(m2)=(1-exp(-j2πm2/N))α,p(mi)表示在频域上对图像的第i行或者第i列的微分算子;
步骤五,获得图像分数阶梯度的模,计算过程如下:将步骤四中频域上分数阶微分进行傅立叶反变换,得到空间域上的图像的分数阶微分,并将参数α换为扩散函数的参数β根据梯度的模的计算公式得到分数阶梯度的模:步骤六,根据步骤五中求得的分数阶梯度的模计算扩散函数:g(x)=1/(1+x2),
步骤七,计算微分算子的共轭算子,计算过程如下:p*(m1)=conj((1-exp(-j2πm1/N))α),输出一次迭代求解的结果:
其中:
步骤九,将步骤八中所得结果进行傅立叶反变换,n+1
步骤十,将u 还原到原图像大小,计算过程如下:for x=1:M
for y=1:N
end
end;
步骤十一,利用下式计算所得结果与无噪声图像进行峰值信噪比计算,判断是否满足终止条件;
其中f为无噪声图像,u为每次迭代还原后的图像,若符合终止条件:ΔPSNR≤ε,其中,ΔPSNR表示两次迭代结果的峰值信噪比的变化绝对值,ε取0.01,则执行步骤十三;若ΔPSNR>ε,则执行步骤十二;
步骤十二,重新迭代求解,将上一次的迭代结果作为下一次迭代的输入,继续执行步骤四至步骤十一;
步骤十三,输出还原后的结果则为最优的去噪图像。
2.根据权利要求1所述的基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,步骤一,输入一幅被噪声污染的图像u0(x,y),图像大小为M×N,设定时间间隔Δt≤0.25。
3.根据权利要求1所述的基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,步骤四,获得图像的分数阶微分;
计算图像的分数阶微分的计算过程如下:其中p(m1)=(1-exp(-j2πm1/N))α,p(m2)=(1-exp(-j2πm2/N))α,p(mi)表示在频域上对图像的第i行或者第i列的微分算子;
图像中,某一点对x方向的一阶偏导数写成差分形式:相应的,根据分数阶导数的定义,某一点对x方向的α阶导数表示为:对上式两边同时进行傅立叶变换可得该点对x方向和y方向的α阶导数的傅立叶变换,公式如下:其中p(m1)=(1-exp(-j2πm1/N))α,p(m2)=(1-exp(-j2πm2/N))α。
4.根据权利要求1所述的基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,需要的最低配置的处理器为:I3-2100处理器。
5.根据权利要求1所述的基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,采用的处理器为:Intel(R)Core(TM)i5-6500 CPU@3.20GHz处理器。
6.根据权利要求1所述的基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,需要的最低内存是1GB RAM。
7.根据权利要求1所述的基于分数阶偏微分方程的图像去噪方法,其特征在于,采用的内存为16GB RAM。