[发明专利]一种多分辨率稀疏编码的相位信息降噪算法及存储介质

说明书

本发明公开了一种多分辨率稀疏编码的相位信息降噪算法及存储介质，本发明是根据干涉相位图像的自相似性与多分辨率相似性，通过复数域中多分辨率自适应词典训练算法的实现，提出复数域中一种基于多分辨率稀疏编码的相位图像降噪技术，提高复数相位的降噪效果，从而实现合成孔径雷达干涉测量中的相位降噪以及磁共振图像中的相位降噪奠定基础。

技术领域

本发明涉及复数域干涉测量技术领域，特别是涉及一种多分辨率稀疏编码的相位信息降噪算法及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，复数域的相位图像广泛应用于实际测量中，例如通过合成孔径雷达的干涉测量能够进行地形高程的测量，美国航天飞机雷达地形测绘任务SRTM系统是运用该测量方法获取了全球数字高程数据。通过干涉测量还能够测量由于地震或者资源开发等导致的地形的变化等。在医学领域，核磁共振复数图像通过复数的相位图像指导诊断。

但是无论是运用合成孔径雷达干涉测量还是核磁共振图像测量，由于测量设备的固有因素和测量环境的干扰等因素的存在，在最终的复数测量图像中存在噪声，这些噪声影响了测量的精度，并且可能导致后续的处理无法进行。所以如何实现去噪成为现在亟待需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种多分辨率稀疏编码的相位信息降噪算法及计算机可读存储介质，以解决现有技术中由于复数测量图像中存在噪声而影响测量精度的问题。

第一方面，本发明提供了一种多分辨率稀疏编码的相位信息降噪算法，该方法包括：获取待降噪相位图像对应复数的多分辨率图像，分别将各个分辨率图像进行图像块分割得到图像块集合，其中，所述图像块集合为多个，且所述图像块集分别与所述分辨率图像相唯一对应；对任一所述图像块集合均别分执行以下步骤：将所述图像块集合中的图像块，通过在线训练获得编码字典，通过所述编码字典对所述图像块集合进行编码，获得与所述图像块集合所对应的稀疏编码系数，并将所述编码字典与所述稀疏编码系数相乘，得到降噪后图像块，并对所述图像块集合按照分割的逆操作进行拼合，得到降噪后的图像；将不同分辨率的降噪后的图像进行融合，得到最终的复数的降噪后的相位图像，将复数取相位操作得到最终的相位降噪结果。

可选地，所述获取待降噪相位图像对应复数的多分辨率图像，包括：

将所述待降噪相位图像通过z＝e^jφ转换为对应复数的分辨率图像，其中，φ为待降噪相位图像，e为自然底数，j为虚数单位；

根据所需要获取的多分辨率的层数，运用二维Harr小波变换方式，获取不同分辨率的待降噪复数图像z⁽¹⁾,z⁽²⁾,…z^(R)，R为分辨率层数。

可选地，分别将所述多分辨率图像进行图像块分割得到图像块集合，包括：

将待降噪复数图像z⁽¹⁾,z⁽²⁾,…z^(R)按照逐列拼接方式转化为列向量，根据分割图像块的大小，首先将原始图像对应向量进行图像块的分割，定义选择矩阵M_i使得z_i＝M_iz，矩阵M_i每一行只有一个非零元素并且其值为1，其中z_i为第i个图像块；定义以下矩阵其中，N_p为图像z能够分割的图像块个数，T为转置；

同理对于不同分辨率的z⁽¹⁾,z⁽²⁾,…z^(R)，分别定义对应的分割矩阵M⁽¹⁾,M⁽²⁾,…M^(R)，通过选择矩阵以将原始的图像对应向量分割为大小为的图像块的集合，m一般取整数的平方，如81，100等，即：