[發明專利]一種二值圖像復原方法

在審

• 申請號: 202310048459.8
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN115965556A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 楊程;崔昊楊
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06F17/16
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳金星

1.一種二值圖像復原方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集帶有噪音的原始二值圖像；

輸入所述原始二值圖像；

基于所述原始二值圖像，構建模型選擇目標函數；

將所述模型選擇目標函數的非線性約束條件線性化；

對所述模型選擇目標函數進行迭代求梯度及線性規劃求解，直至函數值收斂，最終復原二值圖像。

2.根據權利要求1所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，輸入所述原始二值圖像包括輸入原始二值圖像像素的多重特征，多重特征包括二值圖像像素值、像素橫坐標值及像素縱坐標值。

3.根據權利要求2所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，所述構建模型選擇目標函數包括以下步驟：

構建多重特征鄰接矩陣；

基于所述多重特征鄰接矩陣，構建正則化圖拉普拉斯矩陣；

基于所述正則化圖拉普拉斯矩陣，構建多項式圖核函數；

基于所述多項式圖核函數，對原始二值圖像中的像素構建模型選擇目標函數。

4.根據權利要求3所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，所述多重特征鄰接矩陣記為A，多重特征鄰接矩陣A中元素的表達式為：

其中f_i表示原始二值圖像像素的多重特征，M為原始二值圖像像素多重特征之間的度量矩陣。

5.根據權利要求4所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，所述正則化圖拉普拉斯矩陣記為L，其表達式為：

L＝D^-1/2(D-A)D^-1/2

其中D為度數矩陣，其中的元素表達式為：

6.根據權利要求5所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，所述多項式圖核函數記為其表達式為：

其中U為正則化圖拉普拉斯矩陣L的特征向量矩陣，U為N階矩陣，λ_i為特征向量對應的特征值，β_i表示多項式核系數。

7.根據權利要求6所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，所述模型選擇目標函數的表達式為：

8.根據權利要求7所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，將所述模型選擇目標函數的非線性約束條件線性化，即將所述模型選擇目標函數中的正定約束條件拆分為不等式約束，得到約束條件線性化轉化的模型選擇目標函數表達式為：

其中，a為數值范圍限值，μ為確保正定的容許量。

9.根據權利要求8所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，對所述約束條件線性化轉化的模型選擇目標函數進行給定點的梯度計算，并將該梯度作為目標函數，得到如下線性規劃問題：

由此進行迭代式梯度計算與線性規劃問題求解，求得多項式核系數β_i。

10.根據權利要求9所述的一種二值圖像復原方法，其特征在于，基于求得的多項式核系數β_i，得到所述多項式圖核函數的函數值，進而計算求得復原的二值圖像像素值為：

其中表示基準二值圖像像素的像素值，表示待復原二值圖像像素與基準二值圖像像素的正則化圖拉普拉斯副矩陣，表示待復原二值圖像像素的正則化圖拉普拉斯副矩陣的逆矩陣。