一种基于深度学习的自适应图像去噪方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN109035163B(45)授权公告日2022.02.15(21)申请号201810750492.4(56)对比文件CN1075(22)申请日2018.07.0907141A,2017.12.22RU2269155C2,2006.01.27(65)同一申请的已公布的文献号ZhangK,etal.《BeyondaGaussian申请公布号CN109035163ADenoiser:ResidualLearningofDeepCNN(43)申请公布日2018.12.18forImageDenoising》.《IEEETransactions(73)专利权人南京信息工程大学onImageProcessing》.2017,地址210019江苏省南京市建邺区奥体大审查员张念街69号(72)发明人陈晓徐畅(74)专利代理机构南京汇盛专利商标事务所(普通合伙)32238代理人张立荣吴扬帆(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于深度学习的自适应图像去噪方法(57)摘要本发明涉及一种基于深度学习的自适应图像去噪方法，包括如下步骤：步骤1）建立图像集；步骤2)构建自适应深度卷积神经网络；步骤3)训练自适应深度卷积神经网络：设置深度卷积神经网络网络的学习率和动量参数，通过深度学习框架训练所述自适应深度卷积神经网络直至训练达到迭代最大次数，生成训练后的自适应深度卷积神经网络模型；步骤4)图像去噪：将待去噪的图像输入至训练好的自适应深度卷积神经网络模型，得到对应的残差图像，再将待去噪的图像减去残差图像得到去噪后的图像。有益效果：该方法进一步提高和稳定卷积神经网络的训练性能，并且保证去噪性能，节省时间，无需手动调参，能实现未知噪声级图像的盲去噪。CN109035163BCN109035163B权利要求书1/2页1.一种基于深度学习的自适应图像去噪方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1)建立图像集：设定有噪声的图像y、对应的理想无噪声图像u以及噪声v，则y＝u+v；步骤2)构建自适应深度卷积神经网络；步骤3)训练自适应深度卷积神经网络：设置深度卷积神经网络的学习率和动量参数，通过深度学习框架训练所述自适应深度卷积神经网络直至训练达到迭代最大次数，生成训练后的自适应深度卷积神经网络模型；步骤4)图像去噪：将待去噪的图像输入至训练好的自适应深度卷积神经网络模型，得到对应的残差图像，再将待去噪的图像减去残差图像得到去噪后的图像；所述步骤2)包括：步骤2‑1)图像特征提取：对输入的第i个噪声图像yi进行特征提取得到特征图a0,i：a0,i＝fact(W0yi+b0)(1)式(1)中W0是初始层的卷积滤波系数，b0是初始层的偏差，fact为激活层使用的激活函数，fact通过阈值法实现，fact满足：步骤2‑2)图像特征变换；将所述特征图进行l次的特征变换，每次变换都是从当前特征图的上一层al‑1,i中进行滤波得到当前特征图al,i：al,i＝fact(fbn(Wlal‑1,i+bl))(3)式(3)中，fbn是批规范化函数，Wl是第l层的卷积滤波系数，bl是第l层的偏差；步骤2‑3)根据式(4)计算残差图像R(yi)；R(yi)＝Wd‑1ad‑2,i+bd‑1(4)式(4)中的Wd‑1是第d‑1层的卷积滤波系数，ad‑2,i是d‑2层的特征图，bd‑1是第d‑1层的偏差。2.根据权利要求1所述的基于深度学习的自适应图像去噪方法，其特征在于所述步骤1)中噪声v的标准偏差设定为用于表示噪声级的σ。3.根据权利要求2所述的基于深度学习的自适应图像去噪方法，其特征在于所述步骤1)中建立图像集的过程具体为：获取伯克利BSDS500图像数据集并在互联网上下载无噪声的图像作为原始无噪声图像集，并采用y＝u+v添加不同σ值的噪声，噪声图像裁剪成n*n大小，处理得到N个噪声‑干净训练图像和对应的噪声方标准差其中下标i表示序列号。4.根据权利要求1所述的基于深度学习的自适应图像去噪方法,其特征在于所述步骤2‑2)中每一特征图al,i的特征转换层都由一个卷积层、批规范化层和激活层组成，其中卷积核大小为3*3，并采用64个滤波器。5.根据权利要求3所述的基于深度学习的自适应图像去噪方法,其特征在于所述步骤3)中训练自适应深度卷积神经网络采用的损失函数如式(5)，2CN109035163B权利要求书2/2页式(5)中，i表示序列号，Θ表示训练参数，R为残差图像。3CN109035163B说明书1/5页一种基于深度学习的自适应图像去噪方法技术领域[0001]本发明属于图像处理技术领域，特别涉及了一种基于深度学习的自适应图像去噪方法。背景技术[0002]图