【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及干涉相位图像降噪领域，尤其涉及一种自适应复数词典和稀疏编码的干涉相位图像降噪方法。
技术介绍
干涉测量的原理依据是电磁波的干涉原理，其最初的模型为杨氏双缝干涉模型。1807年，托马斯·杨在他的《自然哲学讲义》里面详细叙述了他在光学方面的成就，并在里面第一次描述了双缝实验：该实验首先将一单频光源通过一张开了小孔的纸形成一个点光源。在该具有小孔的纸后面放置另一张具有两条狭缝的纸，最后在后面放置一个平面投影屏。该实验的结果是从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，会形成互相平行并且明暗相间的条纹，这就是非常著名的双缝干涉条纹。杨氏干涉得到的是相互平行的明暗交替的条纹，出现这种现象的原因是光是一种电磁波，其通过双缝后形成两个相干波源，由于两个缝隙距离投影屏幕上的不同点具有不同的光程差，因此屏幕上的不同点可能出现波峰叠加或者波谷叠加(干涉加强)或者波峰与波谷叠加(干涉减弱)。在此实验中，投影的屏幕是一个平面，因此会得到相互平行的明暗相间的条纹。当屏幕由平面...
【技术保护点】
一种自适应复数词典和稀疏编码的干涉相位图像降噪方法，其特征是该方法步骤如下：步骤一、确定输入干涉复数图像和算法参数(1)用户初始设定分割图像块大小设定训练得到的自适应复数词典中的原子数目k，以及复数词典训练每一步的复数图像块向量数目η，其中，m为整数的平方，取为64，81，100，121或144，k为正整数，取256或512，η为正整数，取64；(2)当输入为实际获取的含噪复数图像Z，则将其作为算法输入，当输入含有噪声的干涉相位图像Ψ，则通过变换Z＝exp(jΨ)将相位图像转化为复数图像，其中j为复数单位；步骤二、对干涉复数图像进行分块操作根据设置的参数中的分割图像块大小，...
【技术特征摘要】
1.一种自适应复数词典和稀疏编码的干涉相位图像降噪方法，其特征是该方法步骤如下：
步骤一、确定输入干涉复数图像和算法参数
(1)用户初始设定分割图像块大小设定训练得到的自适应复数词典中的原子
数目k，以及复数词典训练每一步的复数图像块向量数目η，其中，m为整数的平方，取为
64，81，100，121或144，k为正整数，取256或512，η为正整数，取64；
(2)当输入为实际获取的含噪复数图像Z，则将其作为算法输入，当输入含有噪声的干
涉相位图像Ψ，则通过变换Z＝exp(jΨ)将相位图像转化为复数图像，其中j为复数单位；
步骤二、对干涉复数图像进行分块操作
根据设置的参数中的分割图像块大小，将原始干涉复数图像分割为互相重叠的大小相同
的图像块，构成干涉复数图像块集合，并且保证原始干涉复数图像中每一个像素点至少属于
一个分割图像块，具体的分割方式为采用以每一个像素点为中心，得到边长为的正方形
复数图像块，并忽略超出原复数图像边缘的图像块，具体方法是：
(1)遍历含噪干涉复数图像中每一个像素点；
(2)以每个像素点为中心，以所确定的大小为图像块的边长，将原始干涉复数
图像分割为大小相同的图像块集合；
(3)将分割得到的每一个图像块按照列堆叠的方式转化为m×1维复数向量；
步骤三、进行自适应复数词典的训练
从干涉复数图像块集合中随机选择子集进行自适应复数词典的训练，得到与待降噪干涉
复数图像相适应的复数词典；该方法在该训练过程中采用直接基于复数的词典训练方法，因
此得到的词典的原子中每一个元素均为复数，词典训练采取最小化表示误差的二范数和l1范
数稀疏诱导项之和的方法得到，在具体目标函数的最优化过程中采用分别对词典和编码最小
化的方式交替迭代得到，其中对编码的最小化采用对偶方法进行最小化求解，对于词典的最
小化过程采用梯度下降法进行最小化求解，通过迭代方式更新训练得到的词典，直至到达最
大迭代次数，具体方法为：
(1)初始化记忆矩阵A，B为零矩阵，遗忘系数β为0到1之间的浮点数，初始化复数
\t数据词典D为余弦基，最大迭代次数T为一正整数，取500；
(2)从分割图像块形成的复数向量集合中随机选择η个复数图像块向量；
(3)运用l1范数稀疏诱导的方法对所选择的η个复数图像块向量进行稀疏编码，并将稀
疏编码按照每一列一个编码的方式组成编码矩阵α′；
(4)根据遗忘系数更新记忆矩阵；
(5)根据记忆矩阵更新词典中的每一个原子dj；
(6)重复步骤(2)-(5)，直至到达最大迭代次数T；
步骤四、对分割图像块进行稀疏编码
运用训练所得到的自适应复数词典对原始图像所分解得到的干涉复数图像块集合中的所
有元素进行稀疏分解，得到每一...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴玲达，郝红星，杨超，于荣欢，
申请(专利权)人：中国人民解放军装备学院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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