matlab中“TV_L0_Bregman”的代码

时间: 2024-03-03 17:50:27 浏览: 18
以下是matlab中实现基于L0范数全变分最小化问题的Bregman迭代算法的代码示例,这里使用了matlab内置函数`bregman_tv`: ``` function x = TV_L0_Bregman(A, B, lambda, maxIter) % A: 融合权重矩阵 % B: 图像矩阵 % lambda: 全变分参数 % maxIter: 最大迭代次数 % 定义矩阵大小 [m, n, ~] = size(B); N = m*n*3; % 定义L0范数全变分正则化算子 K = fspecial('gaussian', [3 3], 1); L = 0.2; H = @(x) x./(abs(x).^2 + L^2); HT = @(x) x./(abs(x).^2 + L^2); % 定义Bregman参数 rho = 1.0; tau = 1.0; epsilon = 1e-5; % 初始化变量 x = zeros(N, 1); w = zeros(N, 2); u = zeros(N, 2); % Bregman迭代 for iter = 1:maxIter % 更新x tmp = B - w + (1/rho)*u; x = reshape(A*tmp(:), [], 1); x = bregman_tv(x, lambda/rho, 1, K, H, HT, 10); % 更新w tmp = A'*reshape(x, m, n, 3) + (1/rho)*u; w = max(0, tmp - 1) + min(0, tmp + 1); % 更新u u = u + rho*(A'*reshape(x, m, n, 3) - w); % 判断收敛 if norm(A*tmp(:) - x) < epsilon break; end end end ``` 其中,`bregman_tv`是matlab内置的全变分函数,用于求解全变分最小化问题。此外,代码中还定义了正则化算子`K`、正则化参数`L`、L0范数全变分正则化算子`H`和其伴随算子`HT`。`rho`、`tau`和`epsilon`分别是Bregman迭代的参数。在迭代过程中,使用了更新变量`x`、`w`和`u`的公式。最后,通过`norm(A*tmp(:) - x)`来判断算法是否收敛。

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function [Result, cost, SNR]= denoising(input, lambda, max_Iter, label, Ori_Img) cost = []; SNR = []; Img_ori = im2double(input); [height,width,ch] = size(input);1 denom_tmp = (abs(psf2otf([1, -1],[height,width])).^2 + abs(psf2otf([1; -1],[height,width])).^2) if ch~=1 denom_tmp = repmat(denom_tmp, [1 1 ch]); end % Initialize Vraiables Diff_R_I = zeros(size(Img_ori)); grad_x = zeros(size(Img_ori)); grad_y = zeros(size(Img_ori)); aux_Diff_R_I = zeros(size(Img_ori)); aux_grad_x = zeros(size(Img_ori)); aux_grad_y = zeros(size(Img_ori)); Cost_prev = 10^5; alpha = 500; beta = 50; Iter = 0; % split bregman while Iter < max_Iter grad_x_tmp = grad_x + aux_grad_x/alpha; grad_y_tmp = grad_y + aux_grad_y/alpha; numer_alpha = fft2(Diff_R_I+ aux_Diff_R_I/beta) + fft2(Img_ori); numer_beta = [grad_x_tmp(:,end,:) - grad_x_tmp(:, 1,:), -diff(grad_x_tmp,1,2)]; numer_beta = numer_beta + [grad_y_tmp(end,:,:) - grad_y_tmp(1, :,:); -diff(grad_y_tmp,1,1)]; denomin = 1 + alpha/betadenom_tmp; numer = numer_alpha+alpha/betafft2(numer_beta); Result = real(ifft2(numer./denomin)); Result_x = [diff(Result,1,2), Result(:,1,:) - Result(:,end,:)]; Result_y = [diff(Result,1,1); Result(1,:,:) - Result(end,:,:)]; grad_x = Result_x - aux_grad_x/alpha; grad_y = Result_y - aux_grad_y/alpha; Mag_grad_x = abs(grad_x); Mag_grad_y = abs(grad_y); if ch~=1 Mag_grad_x = repmat(sum(Mag_grad_x,3), [1,1,ch]); Mag_grad_y = repmat(sum(Mag_grad_y,3), [1,1,ch]); end grad_x = max(Mag_grad_x-lambda/alpha,0).(grad_x./Mag_grad_x); grad_y = max(Mag_grad_y-lambda/alpha,0).(grad_y./Mag_grad_y); grad_x(Mag_grad_x == 0) = 0; grad_y(Mag_grad_y == 0) = 0; Diff_R_I = Result-Img_ori-aux_Diff_R_I/beta; Mag_Diff_R_I = abs(Diff_R_I); if ch~=1 Mag_Diff_R_I = repmat(sum(Mag_Diff_R_I,3), [1,1,ch]); end if label == 1 Diff_R_I=max(Mag_Diff_R_I-1/beta,0).(Diff_R_I./Mag_Diff_R_I); else Diff_R_I=(beta/(2+beta)) * Diff_R_I; end Diff_R_I(Mag_Diff_R_I == 0) = 0; aux_Diff_R_I = aux_Diff_R_I + beta * (Diff_R_I - (Result - Img_ori )); aux_grad_x = aux_grad_x + alpha * (grad_x - (Result_x )); aux_grad_y = aux_grad_y + alpha * (grad_y - (Result_y)); Result_x = [diff(Result,1,2), Result(:,1,:) - Result(:,end,:)]; Result_y = [diff(Result,1,1); Result(1,:,:) - Result(end,:,:)]; if label == 1 Cost_cur = sum(abs(Result(:) - Img_ori(:))) + lambdasum(abs(Result_x(:)) + abs(Result_y(:))); else Cost_cur = sum(abs(Result(:) - Img_ori(:)).^2) + lambda*sum(abs(Result_x(:)) + abs(Result_y(:))); end Diff = abs(Cost_cur - Cost_prev); Cost_prev = Cost_cur; cost = [cost Cost_cur]; SNR_tmp = sqrt( sum( (Result(:)-double(Ori_Img(:))).^2 )) / sqrt(numel(Result)); SNR = [SNR SNR_tmp]; Iter = Iter + 1; end end

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