1.一种多尺度互补学习的图像去噪方法,其特征在于,包括以下步骤:获取待处理图像;
对所述待处理图像进行预处理,得到预处理后的图像;
将所述预处理后的图像输入训练好的去噪模型中,得到去噪图像;
将所述预处理后的图像输入训练好的去噪模型中,得到去噪图像,包括:对预处理后的图像进行标准化,得到标准化图片的基层和细节层;
直接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,进行细节特征提取,获得第一图像细节特征;
直接学习标准化图片的细节层的噪声分布,间接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,进行细节特征提取,获得第二图像细节特征;
基于第一图像细节特征和第二图像细节特征进行融合,得到最终的图像细节特征;
将所述最终的图像细节特征和所述基层相加,得到最终的去噪图像;
直接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,进行细节特征提取,获得第一图像细节特征,包括:输入细节层IDetail,使用二维离散余弦变换将IDetail从空间域转换到频率域,生成频率张量;
将所述频率张量送入细节特征学习分支得到图像细节特征,所述细节特征学习分支是一个编码‑解码的U形结构,包含编码器和解码器;
所述编码器用于基于经过余弦离散变换的频率张量,提取频率张量的细节特征,输出固定维度的细节特征图;
所述解码器用于基于固定维度的细节特征图,从固定维度的细节特征图中合成所需维度的频率张量;
基于所需维度的频率张量,使用二维离散余弦逆变换将特征图从频率域转换到空间域得到第一图像细节特征直接学习标准化图片的细节层的噪声分布,间接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,获得第二图像细节特征,包括:使用卷积层增加细节层IDetail的通道数;
送入噪声学习分支进行特征提取,得到学习的噪声分布所述噪声学习分支包括6个密集特征提取块,每个块由3对卷积和激活函数ReLU构成;
6个密集特征提取块block包括:
block1:输入64×80×80大小特征图,输出128×80×80大小特征图;
block2‑5:输入128×80×80大小特征图,输出128×80×80大小特征图;
block6:输入128×80×80大小特征图,输出64×80×80大小特征图;
将噪声分布 与增加细节层IDetail的通道数后的结果相减,得到特征图,使用卷积层将特征图进行降维至一维,得到第二图像细节特征
2.根据权利要求1所述的多尺度互补学习的图像去噪方法,其特征在于,所述去噪模型包括:低通滤波器,用于对预处理后的图像进行标准化,得到标准化图片的基层和细节层;
细节特征学习分支,用于基于标准化图片的细节层,直接学习图像细节特征,进行细节特征提取,获得第一图像细节特征;采用U型网络结构,包含编码器和解码器;编码器包括ResNet‑50的stage1‑3,每层设置多尺度减法模块进行层与层之间特征的互补学习,解码器包含上采样和密集特征融合块;
噪声学习分支,用于基于标准化图片的细节层,直接学习噪声分布而间接学习图像细节特征,进行细节特征提取,获得第二图像细节特征,由密集特征提取块构成;
融合模块,用于融合两个学习分支的输出,得到最终的图像细节特征;
输出模块,用于将最终的图像细节特征与基层相加,得到最终的去噪图像。
3.根据权利要求1所述的多尺度互补学习的图像去噪方法,其特征在于,对所述待处理图像进行预处理,得到预处理后的图像,包括:将输入的待处理图像IC的大小裁剪为预设尺寸;
添加不同水平的噪声分布N。
4.根据权利要求1所述的多尺度互补学习的图像去噪方法,其特征在于,对预处理后的图像进行标准化,得到标准化图片的基层和细节层,包括:将噪声图像IN分为基层IBase和细节层IDetail,其中噪声分布N在细节层IDetail中,将IDetail和N相减得到图像细节特征在第一个维度拼接 和N得到目标图像对
对IDetail和IBase进行图像增强操作,得到标准化图片的基层和细节层。
5.根据权利要求1所述的多尺度互补学习的图像去噪方法,其特征在于,基于第一图像细节特征和第二图像细节特征进行融合,得到最终的图像细节特征,包括:将第一图像细节特征 和第二图像细节特征 在第一个维度上用torch框架内置cat函数进行拼接得到图像细节特征;
使用1×1卷积对所述图像细节特征进行降维得到最终的图像细节特征
6.根据权利要求1所述的多尺度互补学习的图像去噪方法,其特征在于,所述去噪模型的损失函数包括:将学习得到的噪声分布 和第一图像细节特征 在第一个维度上进行拼接得到图像对 计算图像对 和 的平均绝对误差记为Loss;
损失函数表示为:
其中β为损失权重, 为第一图像细节特征 和图像细节特征 的平均绝对误差MAE, 为学习得到的噪声分布 和目标噪声分布N的平均绝对误差MAE;x,y为图像细节特征的像素宽和像素高;i,j表示像素点的横坐标和纵坐标, 表示第一图像细节特征中第(i,j)个像素点的值, 表示图像细节特征 中第(i,j)个像素点的值,表示学习得到的噪声分布中第(i,j)个像素点的值,N(i,j)表示目标噪声分布中第(i,j)个像素点的值;
预处理预先获取的训练数据集,并将预处理后的训练数据集输入去噪模型中,利用随机梯度下降算法对去噪模型进行反向迭代,更新权重和损失,当损失更新到最小值的时候,得到并保存最优去噪模型,训练结束,得到所述训练好的去噪模型。
7.一种多尺度互补学习的图像去噪装置,其特征在于,包括:输入模块:用于获取待处理图像;
预处理模块:用于对所述待处理图像进行预处理,得到预处理后的图像;
去噪模块:用于将所述预处理后的图像输入训练好的去噪模型中,得到去噪图像;
所述去噪模型输入是预处理后的图像,输出是去噪图像;
所述去噪模块将所述预处理后的图像输入训练好的去噪模型中,得到去噪图像,包括:对预处理后的图像进行标准化,得到标准化图片的基层和细节层;
直接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,进行细节特征提取,获得第一图像细节特征;
直接学习标准化图片的细节层的噪声分布,间接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,进行细节特征提取,获得第二图像细节特征;
基于第一图像细节特征和第二图像细节特征进行融合,得到最终的图像细节特征;
将所述最终的图像细节特征和所述基层相加,得到最终的去噪图像;
直接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,进行细节特征提取,获得第一图像细节特征,包括:输入细节层IDetail,使用二维离散余弦变换将IDetail从空间域转换到频率域,生成频率张量;
将所述频率张量送入细节特征学习分支得到图像细节特征,所述细节特征学习分支是一个编码‑解码的U形结构,包含编码器和解码器;
所述编码器用于基于经过余弦离散变换的频率张量,提取频率张量的细节特征,输出固定维度的细节特征图;
所述解码器用于基于固定维度的细节特征图,从固定维度的细节特征图中合成所需维度的频率张量;
基于所需维度的频率张量,使用二维离散余弦逆变换将特征图从频率域转换到空间域得到第一图像细节特征直接学习标准化图片的细节层的噪声分布,间接学习标准化图片的细节层的图像细节特征,获得第二图像细节特征,包括:使用卷积层增加细节层IDetail的通道数;
送入噪声学习分支进行特征提取,得到学习的噪声分布所述噪声学习分支包括6个密集特征提取块,每个块由3对卷积和激活函数ReLU构成;
6个密集特征提取块block包括:
block1:输入64×80×80大小特征图,输出128×80×80大小特征图;
block2‑5:输入128×80×80大小特征图,输出128×80×80大小特征图;
block6:输入128×80×80大小特征图,输出64×80×80大小特征图;
将噪声分布 与增加细节层IDetail的通道数后的结果相减,得到特征图,使用卷积层将特征图进行降维至一维,得到第二图像细节特征
8.一种多尺度互补学习的图像去噪装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;
所述存储介质用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1~6任一项所述方法的步骤。