1.一种基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,包括:S1:获取待处理图像;
S2:采用基于综合型的全局和局部梯度先验表征背景图像,并采用学习型卷积稀疏编码对雨痕进行处理,构建如下综合型全局、局部梯度和学习型卷积稀疏编码的图像去雨模型:且满足如下条件: si=Dαi;
其中,o代表成像系统拍摄到的雨降质图像,所述雨降质图像为雨层图像与背景图像的线性叠加,u是需要恢复的背景图像,r是雨层图像,αi代表稀疏编码后的稀疏系数, 和是分别是水平方向和垂直方向的梯度算子,N是图像被分成的块数,||·||0和||·||1分别代表L1范数和L0范数,分别用于统计全局梯度和局部的幅值较大的梯度,Ri和 分别代表对雨痕图取块算子和块重组算子,si是有稀疏系数构建的第i个雨痕图块,D为随机生成字典;λ1,λ2和λ3是非负的正则化系数;
S3:求解步骤S2中的综合型全局、局部梯度和学习型卷积稀疏编码的图像去雨模型,输出结果去雨图像u和雨层信息图
2.根据权利要求1所述的基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,所述S2中对模型进行去除约束条件,具体为:其中,ti是si的对偶变量,用于保证si逼近于Dαi,β是非负的迭代参数。
3.根据权利要求2所述的基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,对去除约束后的模型中的每个变量依次进行单独求解,获取子迭代公式:其中,P是边界填充算子,运算符T代表矩阵的转置运算。
4.根据权利要求3所述的基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,对于u的求解,引入辅助变量p1,p2,并使 关于变量u的优化问题可以转换为如下等价子问题进行求解:直接对u进行求导等于零确定u的线性解为:
u的迭代解为:
和 的迭代解为:
‑1
其中,F(·)和F (·)分别代表傅里叶变换和傅里叶反变换。
5.根据权利要求3所述的基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,关于的求解,利用直接求导法可得其迭代解为:式中,n是区块算子Ri的元素个数。
6.根据权利要求3所述的基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,关于的迭代解具体为:
7.根据权利要求3所述的基于学习型卷积稀疏编码的图像去雨方法,其特征在于,关于字典D的求解方法具体为:所述字典D是由多个形式为列向量的滤波器构成的矩阵,其表现形式为:D=(d1,d2,…dm),di为第i个滤波器,把字典的各滤波器展开,则可表示为:并将其转变成如下非约束条件形式:
令gm=dm,式(15)转变成如下求解问题:确定 的迭代解为:
确定 的迭代解为: