全变差正则化图像结构层纹理层分解代码
时间: 2023-07-23 20:29:29 浏览: 96
图像方向纹理保持的方向全变差正则化去噪模型及其主优化算法
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以下是一个简单的全变差正则化图像分解代码,它将图像分解为结构层和纹理层:
```python
import numpy as np
from scipy.ndimage.filters import convolve
def tv_norm(img):
# 计算全变差范数
dx = np.diff(img, axis=1)
dy = np.diff(img, axis=0)
d_norm = np.sqrt(dx**2 + dy**2)
return np.sum(d_norm)
def decompose_image(img, niters=100, lmbda=0.1):
# 进行图像分解
u = np.zeros_like(img)
px = np.zeros_like(img)
py = np.zeros_like(img)
for i in range(niters):
u_old = u
# 更新结构层
rx = np.roll(px, shift=-1, axis=1)
ry = np.roll(py, shift=-1, axis=0)
ux = np.diff(u, axis=1)
uy = np.diff(u, axis=0)
px_new = rx + ux
py_new = ry + uy
norm_new = np.maximum(1, np.sqrt(px_new**2 + py_new**2)/lmbda)
px = px_new / norm_new
py = py_new / norm_new
bx = np.roll(px, shift=1, axis=1)
by = np.roll(py, shift=1, axis=0)
div = (px - bx) + (py - by)
u = img + div
# 更新纹理层
diff = u - img
diff_filt = convolve(diff, np.array([[-1, 1]]))
u = img + diff_filt * lmbda / (1 + lmbda * tv_norm(diff_filt))
# 判断算法是否收敛
if np.sum((u - u_old)**2) < 1e-5:
break
return u, img - u
```
代码中使用全变差正则化对图像进行分解,其中 `niters` 为迭代次数,`lmbda` 为正则化参数。分解后的结构层为 `u`,纹理层为 `img - u`。
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