聲圖像矩陣的列數；
[0082] S224、求取矩陣X-St-i的雙邊隨機映射值Yi和Υ2:
[0083] Yi=(X-St-i)Ai
[0084] A2 = Yi
[0085] Y2=(X-St-i)%
[0086] S225、比較所述預定秩值r與m綠(};)的大小，若伯》:表(省巧> ，則進行5226; 否則回到S222。其中mn/c：(4乂）為矩陣4K的秩；
[0087] S226、更新所述目標光聲圖像矩陣為以：與戶ΖιΜ巧)-I巧' ;
[008引S227、更新所述稀疏脈沖噪聲矩陣為5。5*戶口0^-以），其中口0為|乂-以|前4個最大 的不為0的元素；
[0089] S228、計算|義-王內I;.的值，判斷該值是否小于ε或者。tmax是否成立， 若該值小于ε或者t含tmax，則停止迭代，該時刻的目標光聲圖像矩陣Lt為最終的目標光聲圖 像矩陣，否則返回所述步驟S222。
[0090] 如圖2,3所示，利用上述方法可W保證光聲圖像分辨率不嚴重損失的情況下，同時 去除高斯噪聲和脈沖噪聲，提高光聲圖像質量。
[0091] 對應于上述方法本發(fā)明還公開了一種光聲圖像去噪裝置，所述裝置包括源光聲圖 像矩陣獲取單元W及去噪處理單元;所述源光聲圖像矩陣獲取單元用于輸入源光聲圖像矩 陣，其中所述源光聲圖像矩陣中含有噪聲;所述去噪處理單元用于利用低秩矩陣近似的方 法對所述源光聲圖像矩陣進行去噪處理，得到目標光聲圖像矩陣。
[0092] 上述去噪處理單元包括去噪處理子單元，所述去噪處理子單元用于利用低秩矩陣 近似的方法可W去除所述源光聲圖像矩陣中的稀疏脈沖噪聲和高斯噪聲。
[0093] 進一步地，所述去噪處理子單元包括去噪模型建立單元W及處理單元;所述去噪 模型建立單元用于根據所述源光聲圖像矩陣建立去噪模型;所述處理單元用于利用所述低 秩矩陣近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪后的所述目標光聲圖像矩陣。
[0094] 其中，所述去噪模型為：
[0095]
[0096] s.t.rank(L)< r,car(S) < k
[0097] 式中，X為所述源光聲圖像矩陣，L為所述目標光聲圖像矩陣，S為稀疏脈沖噪聲矩 陣，rank(L)為所述目標光聲圖像矩陣L的秩，car(S)為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素 的個數，r為預定秩值，k為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個數的預定值。
[0098] 進一步地，所述處理單元包括參數設定單元、迭代次數增加單元、隨機高斯矩陣構 造單元、隨機映射值計算單元、比較單元、更新單元W及計算輸出單元。
[0099] 所述參數設定單元用于設定所述預定秩值r、所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素 個數的預定值k、最大迭代次數tmax、迭代停止判別值ε ;同時初始化迭代次數t為零，初始化 所述目標光聲圖像矩陣Lo等于所述源光聲圖像矩陣，初始化所述稀疏脈沖噪聲矩陣So為零；
[0100] 所述迭代次數增加單元用于在第一次迭代之前設置迭代次數巧日1，并且在繼續(xù)迭 代指令的控制下設置迭代次數巧口 1;
[0101] 所述隨機高斯矩陣構造單元用于在迭代次數t加1后，構建兩個隨機高斯矩陣Ai和 k.2 ：
[0104] 其中，m為所述源光聲圖像矩陣的行數，η為所述源光聲圖像矩陣的列數；
[0105] 所述隨機映射值計算單元用于在所述隨機高斯矩陣構造單元構建兩個隨機高斯 矩陣Ai和Α2后求取矩陣X-St-i的雙邊隨機映射值Yi和Υ2:
[0106] Yi=(X-St-i)Ai
[0107] A2 = Yi
[010 引 Y2=(X-St-i)TA2
[0109] 所述比較單元用于在所述隨機映射值計算單元計算得到雙邊隨機映射值Yi和Υ2 后，比較所述預定秩值r與柳沁(4巧的大小，若Κ ) > Γ，則發(fā)送更新指令給所述更 新單元;否則下發(fā)所述繼續(xù)迭代指令給所述迭代次數增加單元；
[0110] 所述更新單元用于在所述更新指令的控制下更新所述目標光聲圖像矩陣為Lt: 五,戶科4叩1)-;更新所述稀疏脈沖噪聲矩陣為St:S產PqU-U)，其中Ρω為|X-Lt|前k 個最大的不為0的兀素；
[0111] 所述計算輸出單元用于在更新單元完成更新后，計I
9值， 判斷該值是否小于ε或者t ^ tmax是否成立，若該值小于ε或者t ^ tmax，則停止迭代，該時刻的 目標光聲圖像矩陣為U為最終的目標光聲圖像矩陣，否則下發(fā)所述繼續(xù)迭代指令給所述迭 代次數增加單元。
[0112] 由于上述裝置對源光聲圖像矩陣的處理步驟與上述方法相對應，所W重復的部分 運里不再寶述。
[0113] W上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實施例對本發(fā) 明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行各種組合、 修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要 求范圍當中。
【主權項】
1. 一種光聲圖像去噪方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 51、 輸入源光聲圖像矩陣，其中所述源光聲圖像矩陣中含有噪聲； 52、 利用低秩矩陣近似的方法對所述源光聲圖像矩陣進行去噪處理，得到目標光聲圖 像矩陣。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中利用低秩矩陣近似的方法去 除所述源光聲圖像矩陣中的稀疏脈沖噪聲和高斯噪聲。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下步驟： 521、 根據所述源光聲圖像矩陣建立去噪模型； 522、 利用所述低秩矩陣近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪后的所述目標光聲圖 像矩陣。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述去噪模型為： s.t.rank(L) <r,car(S) <k式中，X為所述源光聲圖像矩陣，L為所述目標光聲圖像矩陣，S為稀疏脈沖噪聲矩陣， rank(L)為所述目標光聲圖像矩陣L的秩，car(S)為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素的個 數，r為預定秩值，k為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個數的預定值。5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S22包括以下步驟： 5221、 設定所述預定秩值r、所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個數的預定值k、最大迭 代次數tmax、迭代停止判別值ε;同時初始化迭代次數t為零，初始化所述目標光聲圖像矩陣 Lo等于所述源光聲圖像矩陣，初始化所述稀疏脈沖噪聲矩陣So為零； 5222、 所述迭代次數t加1; 5223、 構建兩個隨機高斯矩陣AjPA2:其中，m為所述源光聲圖像矩陣的行數，η為所述源光聲圖像矩陣的列數； 5224、 求取矩陣X-Sm的雙邊隨機映射值YjPY2: Yi=(X-St-i)Ai A2 = Yl Y2=(X-St-i)TA2 5225、 比較所述預定秩值r與削認(為q)的大小，若/謂料為7^) > r，:則進行S226;否則回 至US222;其中m/*(JpQ為矩陣4?的秩； 5226、 更新所述目標光聲圖像矩陣為Lt: L, ; 5227、 更新所述稀疏脈沖噪聲矩陣為St:St-Pfi(X-Lt)，其中Ρω為I X-Lt I前k個最大的不 為〇的元素； 5228、 計算||夏-Zt -爲」f /|1|￡的值，判斷該值是否小于ε或者t 2 t應是否成立，若該值 小于ε或者t 2 tmax，則停止迭代，該時刻的目標光聲圖像矩陣Lt為最終的目標光聲圖像矩 陣，否則返回所述步驟S222。6. -種光聲圖像去噪裝置，其特征在于，所述裝置包括源光聲圖像矩陣獲取單元以及 去噪處理單元； 所述源光聲圖像矩陣獲取單元用于輸入源光聲圖像矩陣，其中所述源光聲圖像矩陣中 含有噪聲； 所述去噪處理單元用于利用低秩矩陣近似的方法對所述源光聲圖像矩陣進行去噪處 理，得到目標光聲圖像矩陣。7. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述去噪處理單元包括去噪處理子單元， 所述去噪處理子單元用于利用低秩矩陣近似的方法去除所述源光聲圖像矩陣中的稀疏脈 沖噪聲和高斯噪聲。8. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述去噪處理子單元包括去噪模型建立單 元以及處理單元； 所述去噪模型建立單元用于根據所述源光聲圖像矩陣建立去噪模型； 所述處理單元用于利用所述低秩矩陣近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪后的所 述目標光聲圖像矩陣。9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述去噪模型為：s.t.rank(L) <r,car(S) <k 式中，X為所述源光聲圖像矩陣，L為所述目標光聲圖像矩陣，S為稀疏脈沖噪聲矩陣， rank(L)為所述目標光聲圖像矩陣L的秩，car(S)為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素的個 數，r為預定秩值，k為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個數的預定值。10. 根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述處理單元包括參數設定單元、迭代次 數增加單元、隨機高斯矩陣構造單元、隨機映射值計算單元、比較單元、更新單元以及計算 輸出單元； 所述參數設定單元用于設定所述預定秩值r、所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個數 的預定值k、最大迭代次數tmax、迭代停止判別值ε;同時初始化迭代次數t為零，初始化所述 目標光聲圖像矩陣Lo等于所述源光聲圖像矩陣，初始化所述稀疏脈沖噪聲矩陣So為零； 所述迭代次數增加單元用于在第一次迭代之前設置迭代次數t加1，并且在繼續(xù)迭代指 令的控制下設置迭代次數t加1; 所述隨機高斯矩陣構造單元用于在迭代次數t加1后，構建兩個隨機高斯矩陣AdPA2:其中，m為所述源光聲圖像矩陣的行數，η為所述源光聲圖像矩陣的列數； 所述隨機映射值計算單元用于在所述隨機高斯矩陣構造單元構建兩個隨機高斯矩陣Ai 和A2后求取矩陣X-Sm的雙邊隨機映射值YjPY2: Yi=(X-St-i)Ai A2 = Yl Y2=(X-St-i)TA2； 所述比較單元用于在所述隨機映射值計算單元計算得到雙邊隨機映射值YdPY2后，比 較所述預定秩值r與rai(為的大小，若.ra?^(為) > r，則發(fā)送更新指令給所述更新單 元;否則下發(fā)所述繼續(xù)迭代指令給所述迭代次數增加單元； 所述更新單元用于在所述更新指令的控制下更新所述目標光聲圖像矩陣為Lt: i； - ;更新所述稀疏脈沖噪聲矩陣為St:St-Pfi(X-L t)j*Pfi*|X-Lt_k 個最大的不為〇的元素； 所述計算輸出單元用于在更新單元完成更新后，計算的值，判斷 該值是否小于ε或者t 2 tmax是否成立，若該值小于ε或者t 2 tmax，則停止迭代，該時刻的目標 光聲圖像矩陣為Lt為最終的目標光聲圖像矩陣，否則下發(fā)所述繼續(xù)迭代指令給所述迭代次 數增加單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光聲圖像去噪方法及裝置，本發(fā)明針對含有噪聲的光聲圖像的奇異值下降迅速，低秩性較強的特點利用低秩矩陣近似方法，對含有噪聲的光聲圖像進行去噪處理，可以保證光聲圖像分辨率不嚴重損失的情況下，同時去除高斯噪聲和脈沖噪聲，提高光聲圖像質量。
【IPC分類】G06T5/00
【公開號】CN105631830
【申請?zhí)枴緾N201610130722
【發(fā)明人】孫明健, 劉婷, 王明華, 李百祺, 史雅慧, 付穎, 冷官冀
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學（威海）
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月8日