[發明專利]一種基于廣義非凸張量魯棒主成分分析模型的針對彩色圖像和視頻的非局部去噪框架

在審

• 申請號: 202110010629.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112767261A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 趙麗;張笑欽;鄭晶晶;王文哲
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 陳孝政

1.一種廣義非凸的張量魯棒主成分析模型的彩色圖像視頻局部去噪框架，其特征在于：包括以下步驟：

(1)提出一個非凸的基于t-積的低秩張量恢復模型：廣義非凸張量魯棒主成分分析模型；廣義非凸張量魯棒主成分分析模型能夠同時對被高斯噪聲、脈沖噪聲以及兩者混合噪聲污染的彩色圖像及視頻進行有效恢復；

(2)提出廣義張量奇異值閾值算法，以用于求解步驟(1)中所給的廣義非凸張量魯棒主成分分析模型的一個關鍵子問題：

(3)結合非局部去噪策略和步驟(1)中所給的廣義非凸張量魯棒主成分分析模型，給出一個統一的彩色圖像視頻去噪框架；

該框架首先對被污染的彩色圖像或視頻進行劃分，將其劃分成若干個圖像塊；

并利用塊匹配算法找到每個圖像塊的若干個相似塊；

將所得到的圖像塊堆疊起來得到一個三階張量，利用步驟(1)中提到的廣義非凸張量魯棒主成分分析模型對由塊匹配算法所得到的三階張量進行低秩張量恢復，得到若干個較為干凈的圖像塊；

最后對這些相對干凈的圖像塊進行重構得到完整數據；

不斷重復以上過程，直至算法收斂。

2.根據權利要求1所述的一種廣義非凸的張量魯棒主成分析模型的彩色圖像視頻局部去噪框架，其特征在于：步驟(1)具體包括：

分析傳統基于t-積的張量魯棒主成分分析模型的缺點，提出廣義非凸張量魯棒主成分分析模型：

s.t.||P-L-S||_F≤δ

在式子P＝L+S+Z中，L代表低秩張量，S代表脈沖噪聲，||Z||_F≤δ代表零均值高斯噪聲，其中g:R⁺→R⁺是連續的，非減的凸函數。

3.根據權利要求2所述的一種廣義非凸的張量魯棒主成分析模型的彩色圖像視頻局部去噪框架，其特征在于：步驟(2)具體包括：廣義張量奇異值閾值算法將步驟(1)中所給的廣義非凸張量魯棒主成分分析模型的關鍵子問題簡化為進行求解。

4.根據權利要求3所述的一種廣義非凸的張量魯棒主成分析模型的彩色圖像視頻局部去噪框架，其特征在于：步驟(3)具體包括：

將噪聲數據劃分成張量形式的一組圖像塊，然后使用塊匹配算法在數據中搜索給定圖像塊的若干個非局部相似塊。

5.根據權利要求4所述的一種廣義非凸的張量魯棒主成分析模型的彩色圖像視頻局部去噪框架，其特征在于：還包括一種預處理策略：自適應中心加權中值濾波器，用于檢測包含隨機脈沖噪聲的像素點位置；然后將塊匹配得到的若干個圖像塊堆疊在一起，以獲得滿足的三階張量其中，和分別是潛在真實的低秩張量塊、脈沖噪聲和高斯噪聲；然后通過下面的優化問題可以獲得和的估計值：

其中，t代表迭代的次數；同時在模型中引入一個由參數ω和1-ω，其0＜ω＜1所構成的權重張量其中，ω和1-ω分別對應于張量塊中的由ACWMF檢測到的脈沖噪聲位置和非脈沖噪聲位置；

最后將去噪后得到的相對干凈的圖像塊進行重構得到完整數據；

不斷重復以上過程直至算法收斂。