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专利号: 2020103457300
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于低秩张量链分解的图像修复方法,包括以下步骤:步骤1)获取破损的观测图像,确定破损图像中待修复区域的所有未知像素点的集合Ω;

步骤2)考虑图像张量所有维度的低秩性和相关性,结合张量核范数和张量链分解,构建一种基于低秩张量核范数链分解的图像修复模型,记为TNN‑TT模型;

步骤3)引入能够很好地刻画分段光滑性,并且被证明其在图像复原中表现优异的全变分,以TNN‑TT模型为框架,构造加权张量Schatten P范数并作为张量秩的非凸松弛,构建一种基于低秩张量链分解的加权张量Schatten P范数与全变分图像修复模型,记为WTSTV‑TT模型;

步骤4)引入辅助变量 和 优化所述图像修复模型WTSTV‑TT;

步骤5)采用ADMM算法求解所述图像修复优化模型,获得修复后的图像。

2.如权利要求1所述的一种基于低秩张量链分解的图像修复方法,其特征在于,所述步骤2)的构建一种基于低秩张量核范数链分解的图像修复TNN‑TT模型的方法为:其中,γ是低秩范数的系数, 表示破损的图像, 表示待恢复的图像,其中I1,I2,...,IN是张量每一阶的维度, 表示实数,αi是非负权重且满足是张量 第i维度的展开矩阵,||·||*表示张量的核范数, 是表示张量链中的一个张量核,×1表示张量链核的约减乘运算,Rn表示第n个秩,特别的定义R0=RN=1。

3.如权利要求1所述的一种基于低秩张量链分解的图像修复方法,其特征在于,所述步骤3)构建一种基于低秩张量链分解的加权张量Schatten P范数与全变分图像修复WTSTV‑TT模型的方法为:首先,定义第i层矩阵的加权Schatten P范数:其中,r(i)是矩阵 的秩, 是矩阵 的第j个奇异值, 是空间权重矩阵,wi是权重w第i个元素;

进而得到张量 的加权Schatten P范数:其中,p(0≤p≤1)为Schatten‑p范数的参数;

进而构建一种基于低秩张量链分解的加权张量Schatten P范数与全变分图像修复WTSTV‑TT模型:其中,τ是一个非负的正则参数,λi是非负权重且满足 D(i)表示(Ii‑1)‑by‑Ii的矩阵,[D(i)]j,j=1,[D(i)]j,j+1=‑1,且D(i)中的其他元素为等于0。

4.如权利要求1所述的一种基于低秩张量链分解的图像修复方法,其特征在于,所述步骤4)优化所述图像修复模型WTSTV‑TT的方法为:引入辅助变量 所述图像修复模型WTSTV‑TT优化为:

5.如权利要求1所述的一种基于低秩张量链分解的图像修复方法,其特征在于,所述步骤5)采用ADMM算法求解所述图像优化修复模型的方法为:(5‑1)建立 在ADMM算法下的子问题:其中,μ1是惩罚系数,Λ是拉格朗日乘子, 是Frobenius范数;

(5‑2)建立 在ADMM算法下的子问题:其中,μ2是惩罚系数,Φ是拉格朗日乘子;

(5‑3)建立 在ADMM算法下的子问题:其中,μ3是惩罚系数,Γ是拉格朗日乘子;

(5‑4)建立 在ADMM算法下的子问题:其中,μ4是惩罚系数,Ψ是拉格朗日乘子;

(5‑5)更新拉格朗日乘子:

(5‑6)更新惩罚系数:

μ1=κμ1,μ2=κμ2,μ3=κμ3,μ4=κμ4  (11)其中,k∈[1,1.5]是个常数。