声图像矩阵的列数；
[0082] S224、求取矩阵X-St-i的双边随机映射值Yi和Υ2:
[0083] Yi=(X-St-i)Ai
[0084] A2 = Yi
[0085] Y2=(X-St-i)%
[0086] S225、比较所述预定秩值r与m綠(};)的大小，若伯》:表(省巧> ，则进行5226; 否则回到S222。其中mn/c：(4乂）为矩阵4K的秩；
[0087] S226、更新所述目标光声图像矩阵为以：与户ΖιΜ巧)-I巧' ;
[008引S227、更新所述稀疏脉冲噪声矩阵为5。5*户口0^-以），其中口0为|乂-以|前4个最大 的不为0的元素；
[0089] S228、计算|义-王内I;.的值，判断该值是否小于ε或者。tmax是否成立， 若该值小于ε或者t含tmax，则停止迭代，该时刻的目标光声图像矩阵Lt为最终的目标光声图 像矩阵，否则返回所述步骤S222。
[0090] 如图2,3所示，利用上述方法可W保证光声图像分辨率不严重损失的情况下，同时 去除高斯噪声和脉冲噪声，提高光声图像质量。
[0091] 对应于上述方法本发明还公开了一种光声图像去噪装置，所述装置包括源光声图 像矩阵获取单元W及去噪处理单元;所述源光声图像矩阵获取单元用于输入源光声图像矩 阵，其中所述源光声图像矩阵中含有噪声;所述去噪处理单元用于利用低秩矩阵近似的方 法对所述源光声图像矩阵进行去噪处理，得到目标光声图像矩阵。
[0092] 上述去噪处理单元包括去噪处理子单元，所述去噪处理子单元用于利用低秩矩阵 近似的方法可W去除所述源光声图像矩阵中的稀疏脉冲噪声和高斯噪声。
[0093] 进一步地，所述去噪处理子单元包括去噪模型建立单元W及处理单元;所述去噪 模型建立单元用于根据所述源光声图像矩阵建立去噪模型;所述处理单元用于利用所述低 秩矩阵近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪后的所述目标光声图像矩阵。
[0094] 其中，所述去噪模型为：
[0095]
[0096] s.t.rank(L)< r,car(S) < k
[0097] 式中，X为所述源光声图像矩阵，L为所述目标光声图像矩阵，S为稀疏脉冲噪声矩 阵，rank(L)为所述目标光声图像矩阵L的秩，car(S)为所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素 的个数，r为预定秩值，k为所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素个数的预定值。
[0098] 进一步地，所述处理单元包括参数设定单元、迭代次数增加单元、随机高斯矩阵构 造单元、随机映射值计算单元、比较单元、更新单元W及计算输出单元。
[0099] 所述参数设定单元用于设定所述预定秩值r、所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素 个数的预定值k、最大迭代次数tmax、迭代停止判别值ε ;同时初始化迭代次数t为零，初始化 所述目标光声图像矩阵Lo等于所述源光声图像矩阵，初始化所述稀疏脉冲噪声矩阵So为零；
[0100] 所述迭代次数增加单元用于在第一次迭代之前设置迭代次数巧日1，并且在继续迭 代指令的控制下设置迭代次数巧口 1;
[0101] 所述随机高斯矩阵构造单元用于在迭代次数t加1后，构建两个随机高斯矩阵Ai和 k.2 ：
[0104] 其中，m为所述源光声图像矩阵的行数，η为所述源光声图像矩阵的列数；
[0105] 所述随机映射值计算单元用于在所述随机高斯矩阵构造单元构建两个随机高斯 矩阵Ai和Α2后求取矩阵X-St-i的双边随机映射值Yi和Υ2:
[0106] Yi=(X-St-i)Ai
[0107] A2 = Yi
[010 引 Y2=(X-St-i)TA2
[0109] 所述比较单元用于在所述随机映射值计算单元计算得到双边随机映射值Yi和Υ2 后，比较所述预定秩值r与柳沁(4巧的大小，若Κ ) > Γ，则发送更新指令给所述更 新单元;否则下发所述继续迭代指令给所述迭代次数增加单元；
[0110] 所述更新单元用于在所述更新指令的控制下更新所述目标光声图像矩阵为Lt: 五,户科4叩1)-;更新所述稀疏脉冲噪声矩阵为St:S产PqU-U)，其中Ρω为|X-Lt|前k 个最大的不为0的兀素；
[0111] 所述计算输出单元用于在更新单元完成更新后，计I
9值， 判断该值是否小于ε或者t ^ tmax是否成立，若该值小于ε或者t ^ tmax，则停止迭代，该时刻的 目标光声图像矩阵为U为最终的目标光声图像矩阵，否则下发所述继续迭代指令给所述迭 代次数增加单元。
[0112] 由于上述装置对源光声图像矩阵的处理步骤与上述方法相对应，所W重复的部分 运里不再寶述。
[0113] W上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发 明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、 修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要 求范围当中。
【主权项】
1. 一种光声图像去噪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 51、 输入源光声图像矩阵，其中所述源光声图像矩阵中含有噪声； 52、 利用低秩矩阵近似的方法对所述源光声图像矩阵进行去噪处理，得到目标光声图 像矩阵。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中利用低秩矩阵近似的方法去 除所述源光声图像矩阵中的稀疏脉冲噪声和高斯噪声。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤： 521、 根据所述源光声图像矩阵建立去噪模型； 522、 利用所述低秩矩阵近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪后的所述目标光声图 像矩阵。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述去噪模型为： s.t.rank(L) <r,car(S) <k式中，X为所述源光声图像矩阵，L为所述目标光声图像矩阵，S为稀疏脉冲噪声矩阵， rank(L)为所述目标光声图像矩阵L的秩，car(S)为所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素的个 数，r为预定秩值，k为所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素个数的预定值。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S22包括以下步骤： 5221、 设定所述预定秩值r、所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素个数的预定值k、最大迭 代次数tmax、迭代停止判别值ε;同时初始化迭代次数t为零，初始化所述目标光声图像矩阵 Lo等于所述源光声图像矩阵，初始化所述稀疏脉冲噪声矩阵So为零； 5222、 所述迭代次数t加1; 5223、 构建两个随机高斯矩阵AjPA2:其中，m为所述源光声图像矩阵的行数，η为所述源光声图像矩阵的列数； 5224、 求取矩阵X-Sm的双边随机映射值YjPY2: Yi=(X-St-i)Ai A2 = Yl Y2=(X-St-i)TA2 5225、 比较所述预定秩值r与削认(為q)的大小，若/谓料為7^) > r，:则进行S226;否则回 至US222;其中m/*(JpQ为矩阵4?的秩； 5226、 更新所述目标光声图像矩阵为Lt: L, ; 5227、 更新所述稀疏脉冲噪声矩阵为St:St-Pfi(X-Lt)，其中Ρω为I X-Lt I前k个最大的不 为〇的元素； 5228、 计算||夏-Zt -爲」f /|1|￡的值，判断该值是否小于ε或者t 2 t應是否成立，若该值 小于ε或者t 2 tmax，则停止迭代，该时刻的目标光声图像矩阵Lt为最终的目标光声图像矩 阵，否则返回所述步骤S222。6. -种光声图像去噪装置，其特征在于，所述装置包括源光声图像矩阵获取单元以及 去噪处理单元； 所述源光声图像矩阵获取单元用于输入源光声图像矩阵，其中所述源光声图像矩阵中 含有噪声； 所述去噪处理单元用于利用低秩矩阵近似的方法对所述源光声图像矩阵进行去噪处 理，得到目标光声图像矩阵。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述去噪处理单元包括去噪处理子单元， 所述去噪处理子单元用于利用低秩矩阵近似的方法去除所述源光声图像矩阵中的稀疏脉 冲噪声和高斯噪声。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述去噪处理子单元包括去噪模型建立单 元以及处理单元； 所述去噪模型建立单元用于根据所述源光声图像矩阵建立去噪模型； 所述处理单元用于利用所述低秩矩阵近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪后的所 述目标光声图像矩阵。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述去噪模型为：s.t.rank(L) <r,car(S) <k 式中，X为所述源光声图像矩阵，L为所述目标光声图像矩阵，S为稀疏脉冲噪声矩阵， rank(L)为所述目标光声图像矩阵L的秩，car(S)为所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素的个 数，r为预定秩值，k为所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素个数的预定值。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括参数设定单元、迭代次 数增加单元、随机高斯矩阵构造单元、随机映射值计算单元、比较单元、更新单元以及计算 输出单元； 所述参数设定单元用于设定所述预定秩值r、所述稀疏脉冲噪声矩阵包含的元素个数 的预定值k、最大迭代次数tmax、迭代停止判别值ε;同时初始化迭代次数t为零，初始化所述 目标光声图像矩阵Lo等于所述源光声图像矩阵，初始化所述稀疏脉冲噪声矩阵So为零； 所述迭代次数增加单元用于在第一次迭代之前设置迭代次数t加1，并且在继续迭代指 令的控制下设置迭代次数t加1; 所述随机高斯矩阵构造单元用于在迭代次数t加1后，构建两个随机高斯矩阵AdPA2:其中，m为所述源光声图像矩阵的行数，η为所述源光声图像矩阵的列数； 所述随机映射值计算单元用于在所述随机高斯矩阵构造单元构建两个随机高斯矩阵Ai 和A2后求取矩阵X-Sm的双边随机映射值YjPY2: Yi=(X-St-i)Ai A2 = Yl Y2=(X-St-i)TA2； 所述比较单元用于在所述随机映射值计算单元计算得到双边随机映射值YdPY2后，比 较所述预定秩值r与rai(為的大小，若.ra?^(為) > r，则发送更新指令给所述更新单 元;否则下发所述继续迭代指令给所述迭代次数增加单元； 所述更新单元用于在所述更新指令的控制下更新所述目标光声图像矩阵为Lt: i； - ;更新所述稀疏脉冲噪声矩阵为St:St-Pfi(X-L t)j*Pfi*|X-Lt_k 个最大的不为〇的元素； 所述计算输出单元用于在更新单元完成更新后，计算的值，判断 该值是否小于ε或者t 2 tmax是否成立，若该值小于ε或者t 2 tmax，则停止迭代，该时刻的目标 光声图像矩阵为Lt为最终的目标光声图像矩阵，否则下发所述继续迭代指令给所述迭代次 数增加单元。
【专利摘要】本发明公开了一种光声图像去噪方法及装置，本发明针对含有噪声的光声图像的奇异值下降迅速，低秩性较强的特点利用低秩矩阵近似方法，对含有噪声的光声图像进行去噪处理，可以保证光声图像分辨率不严重损失的情况下，同时去除高斯噪声和脉冲噪声，提高光声图像质量。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN105631830
【申请号】CN201610130722
【发明人】孙明健, 刘婷, 王明华, 李百祺, 史雅慧, 付颖, 冷官冀
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月8日