基于局部截断核范数的高光谱图像去噪优化

IF 0.9 4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
汪海晨 Wang Haichen, 王生旗 Wang Shengqi, 胡学友 Hu Xueyou
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摘要

高光谱图像(HSI)在采集过程中易受到环境或者采集设备的干扰,遥感数据信息会受到大幅的损失,因此高光谱图像去噪是图像预处理的基本问题。设计去噪算法,将HSI划分为局部等分块,采用低秩矩阵约束表征局部特征,并在其基础上利用截断核范数最小化方法来分离出稀疏噪声,全局利用空间-光谱全变分正则化实现分离密度噪声和维持空间-光谱平滑性的目的,两者结合能高效去除高斯噪声、椒盐噪声等的混合噪声。对所提优化算法与其他4种近几年发表的去噪算法进行对比,平均结构相似度提高0.13,平均峰值信噪比提高1.10 dB,运用到不同强度的单一类型噪声中,平均结构相似度也能提高0.10。在实际图像的放大对比中,所提优化算法也有着明显的噪点去除效果。实验结果证明,所提方法对高光谱图像在局部特征表述上更加贴近,结合全局正则化方法后获得更明显的去噪效果,能够对高密度噪声和稀疏噪声有清除作用。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
基于局部截断核范数的高光谱图像去噪优化
高光谱图像(HSI)在采集过程中易受到环境或者采集设备的干扰,遥感数据信息会受到大幅的损失,因此高光谱图像去噪是图像预处理的基本问题。设计去噪算法,将HSI划分为局部等分块,采用低秩矩阵约束表征局部特征,并在其基础上利用截断核范数最小化方法来分离出稀疏噪声,全局利用空间-光谱全变分正则化实现分离密度噪声和维持空间-光谱平滑性的目的,两者结合能高效去除高斯噪声、椒盐噪声等的混合噪声。对所提优化算法与其他4种近几年发表的去噪算法进行对比,平均结构相似度提高0.13,平均峰值信噪比提高1.10 dB,运用到不同强度的单一类型噪声中,平均结构相似度也能提高0.10。在实际图像的放大对比中,所提优化算法也有着明显的噪点去除效果。实验结果证明,所提方法对高光谱图像在局部特征表述上更加贴近,结合全局正则化方法后获得更明显的去噪效果,能够对高密度噪声和稀疏噪声有清除作用。
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期刊介绍: Laser & Optoelectronics Progress, the first laser and optoelectronics journal published in China. The main columns include general, lasers and laser optics, fiber optics and optical communications, optical design and fabrication, materials, image processing, imaging systems, optical devices, remote sensing and sensors, atmospheric optics and oceanic optics, diffraction and gratings, atomic and molecular physics, detectors, thin films, ultrafast optics, etc. The journal is included in ESCI, INSPEC, Scopus, CSCD, Chinese Core Journals, Chinese Science and Technology Core Journals, and T2 level of the Classified Catalogue of High Quality Science and Technology Journals in Optical Engineering and Optical Fields, and other databases.
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