[發明專利]一種基于總曲率的SAR圖像變分去噪方法

有效

• 申請號: 201710945938.4
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107705265B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 黃寶香;潘振寬;王國棟;楊環
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/10
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張世功;于正河

1.一種基于總曲率的SAR圖像變分去噪方法，具體操作方法按照如下步驟進行：

(1)選擇一幅待處理的原始SAR圖像f并根據該圖像f建立基于總曲率的SAR圖像變分去噪能量方程，對于輸入的原始超聲圖像f，期望得到的去噪后的圖像為u，基于總曲率的能量方程為：

其中，Ω為SAR圖像區域，α為權重系數，a、b和c為乘性噪聲一階項、平方項和對數項的參數，曲率規則項的使用能夠在SAR圖像去噪過程中更好的保持邊緣細節信息；

(2)對步驟(1)中所述的總曲率的能量方程進行轉換，步驟a建立的能量方程的數據項和規則項均為非凸非線性，因此引入u＝e^z進行變量替換，能量方程轉換如下：

(3)步驟(2)建立的能量方程具有高階、非凸性，難以進行求解，引入分裂算子w、和q簡化總曲率規則項，步驟(2)的能量方程形式化為帶約束的極小值問題：

s.t.w＝z,

其中，w為z的分裂算子，為梯度矢量的分裂算子，為矢量的分裂算子，q為的分裂算子；

(4)步驟(3)中所述的約束能夠轉換為和兩個等價約束，設計約束因此，又被轉化為和具有約束的變量是松弛的，至此，能量方程轉化為可使用增廣拉格朗日方法求解的方程：

s.t.w＝z,

(5)步驟(4)中所述的約束w＝z、和采用L²懲罰項，由能夠推導出因此使用L¹懲罰約束這樣極小化問題轉換為以下子問題的交替優化問題：

其中，β₁、β₂、β₃、β₄和β₅是正的懲罰參數，λ₁、λ₂、λ₄和是拉格朗日乘子，能夠根據相應規則更新；

(6)利用變量交替迭代優化求解分別計算步驟(5)中的變量z,w,q,將步驟(5)的極小化問題轉換為以下6個子問題：

(7)分別求解步驟(6)中的ε₁(z)、ε₂(w)、ε₄(q)、和的歐拉方程；ε₂(w)的歐拉方程采用梯度降方法直接求解，和ε₄(q)的歐拉方程采用廣義軟閾值公式求解，的歐拉方程能夠直接采用投影方法，而ε₁(z)和的歐拉方程為非線性，采用快速傅里葉變換方法進行求解；

(8)對步驟(7)中的z,w,q,進行迭代求解，當相鄰兩次迭代的能量差小于設定的閾值時停止；

(9)采用u＝e^z得到的u即為去噪后的SAR圖像。