[發明專利]一種四方向相對全變分圖像去噪方法

在審

• 申請號: 202110379442.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113112425A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 李勃;顏銘;任福繼;田夢陽;管越;楊晨
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 奚銘

1.一種四方向相對全變分圖像去噪方法，其特征是包括去噪模型構建和去噪模型求解，

1)去噪模型構建：

1a)在全變分去噪模型中引入高斯加權算子對輸入的圖像進行平滑；

1b)在全變分去噪模型中的正則項中加入45°，135°兩個方向的梯度，與水平與垂直兩個方向的圖像梯度一起構成四方向相對全變分模型，其中使用固有變分區分噪聲與圖像結構信息，進行圖像邊緣保留；

1c)根據四方向相對全變分模型得到去噪模型；

2)去噪模型求解：

2a)將待去噪圖像f輸入去噪模型，設去噪后圖像為u，設置去噪模型的參數規整參數λ和常數項ε，設V_U和V_F是u和f的向量化表示，初始化k表示求解的迭代次數，

2b)根據去噪模型計算四方向相對全變分模型的四個方向的正則項；

2c)計算M^k，M^k是由根據正則項向量化展開后計算得到的權重矩陣；

2d)計算V_U^k+1：(1+λM^k)V_U^k+1＝V_F；

2e)如此時的k2，結束求解，輸出去噪結果V_U^k+1，否則迭代次數加1，以V_U^k+1作為重復步驟2b)-2e)。

2.根據權利要求1所述的一種四方向相對全變分圖像去噪方法，其特征是步驟1a)中全變分去噪模型為：

f表示待去噪圖像，u是所求的去噪后的圖片，第一項是正則項，通過規整參數λ平衡去噪與平滑之間的比重，第二項(f-u)²是數據保真項，TV函數是圖像梯度的L1范數；

引入高斯加權算子w，各向異性形式表示為：

p表示圖像中的點，其x、y方向的高斯加權算子分別為：

指x方向梯度，指y方向的梯度，常數項ε0。

3.根據權利要求2所述的一種四方向相對全變分圖像去噪方法，其特征是所述四方向相對全變分模型為：

其中常數項ε0，下標x、y、m、n分別水平、垂直、45°、135°四個方向，表示正則項中包含了像素化的帶窗函數的全變分計算方式，即相對變分；p為圖像中的點，D_x(p)和D_y(p)分別是從p點的x、y方向計算的帶窗口全變分值，D_m(p)和D_n(p)分別是從p點45°和135°方向的窗口全變分值，以x方向的計算為例：

其中R表示圖片的行域，R(p)是指點p所在的行，q∈R(p)表示遍歷點p所在的行，g_p，q是根據p、q空間相對位置確定的權重值，是q點在x方向的梯度值；

其余y、n、m方向類比；

I_x(p)、I_y(p)、I_m(p)、I_n(p)分別為四個方向的固有變分項：

I_y(p)、I_m(p)、I_n(p)的計算同I_x(p)。

4.根據權利要求3所述的一種四方向相對全變分圖像去噪方法，其特征是構建的去噪模型為：

其中u_p是需要求得的去噪后的圖片像素點，f_p是含有噪聲的原圖像素點。