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专利号: 2018106348204
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低秩图像的去噪方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)输入一幅含有噪声的图像D;

m×n

2)将待恢复矩阵D∈R 进行奇异值分解 得到其左奇异向量U,其右奇异向量V以及奇异值矩阵Σr;

3)根据截断核范数的定义 求得截断核范数的左右奇异值向量F和G;

4)根据目标函数及约束条件,建立基于截断核范数和Frobenius范数的低秩图像去噪模型;

5)利用交替方向乘子法以及变量分离法对模型进行求解得到具体的迭代算法步骤;

6)将截断核范数对应的左右奇异向量F和G以及待恢复矩阵D输入算法中,并设置阈值条件ε以及迭代次数,进行迭代运算;当算法迭代到小于阈值ε0时,结束循环,从而得到恢复后的图像矩阵A;

所述步骤5中利用交替方向乘子法算法对模型进行求解,得到具体的算法迭代步骤为:a)初始化拉格朗日乘子Yik,惩罚项参数ui,输入截断核范数的左右奇异向量F和G,以及待恢复矩阵D;

b)求解中间变量B和H,

c)根据中间变量更新噪声矩阵E和去噪后的矩阵A,其具体如下:其中k为迭代次数,Sτ为软阈值收缩算子,Su(X)=sgn(X)max(|X|‑u,0),Dτ为奇异值收T

缩算子,Dτ(X)=UDτ(Σ)V ,Dτ(Σ)=diag(max{σi‑τ,0}),σi为X的奇异值;

d)最后更新拉格朗日乘子

其中ui为惩罚项的参数, ρ表示 的增长倍数,umax表示u的上限。

2.根据权利要求1所述的一种低秩图像的去噪方法,其特征在于:所述步骤2中将矩阵D进行奇异值分解 得到矩阵D的左奇异向量U和右奇异向量V以及奇m×m n×n

异值矩阵Σr,其中U=(u1,u2,...,um)∈R ,V=(v1,v2,...,vm)∈R 以及Σr=diag(σ1,σ2,...,σr)。

3.根据权利要求1所述的一种低秩图像的去噪方法,其特征在于:所述步骤3中求解截断核范数的左右奇异向量的具体方法为:将奇异值从小到大排列,去掉最大的r‑t个奇异T

值,取最小的t个奇异值对应的左奇异向量F=(u1,u2,...,ut) 和右奇异向量G=(v1,T

v2,...,vt) 。

4.根据权利要求1所述的一种低秩图像的去噪方法,其特征在于:所述步骤4中根据构造的目标函数及其约束条件,构建的基于截断核范数和Frobenius范数的低秩图像去噪模型为:

其中A代表原始图像,E表示噪声,||E||1表示E的l1范数;||A||t表示矩阵A的截断核范数,||A||F表示矩阵A的Frobenius范数;λ表示||E||1的权重,λ越大表示E的稀疏性越强;γ表示||A||F的权重参数,即求出的解的稳定性程度。

5.根据权利要求1所述的一种低秩图像的去噪方法,其特征在于:所述步骤6中将阈值ε设置为ε0,等待算法 时,结束循环,求得最终的去除噪声后的图像矩阵A,并得到去噪后的图像。