注意力生成對抗網(wǎng)絡(luò)在單幅圖像雨滴去除中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2020-05-14 11:57
【摘要】:雨天是常見的惡劣天氣,圖像受雨滴影響會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重退化,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測、跟蹤等性能的降低。生成對抗網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的特征學(xué)習(xí)和特征表達(dá)能力,將其與注意力機(jī)制相結(jié)合,可以根據(jù)注意力機(jī)制所關(guān)注的區(qū)域,以對抗訓(xùn)練的思想生成更高質(zhì)量的圖像,為計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用提供了新的技術(shù)和手段。它在圖像的雨滴去除中,已取得較好效果。去除雨滴的影響,還原背景場景,將有利于圖像后續(xù)處理。為此,本文主要工作內(nèi)容如下:首先,本文對基于注意力生成對抗網(wǎng)絡(luò)的雨滴去除方法進(jìn)行分析,該方法將注意力機(jī)制與生成對抗網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,在進(jìn)行雨滴去除時(shí),采用雨滴圖像與干凈圖像相減來引導(dǎo)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)生成雨滴注意力圖,只關(guān)注了雨滴區(qū)域的恢復(fù),忽略了雨滴圖像中背景物體的邊緣結(jié)構(gòu),導(dǎo)致去雨之后的邊緣細(xì)節(jié)模糊。本文針對此不足,利用導(dǎo)向圖濾波獲取雨滴區(qū)域及邊緣信息,采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)雨滴區(qū)域生成雨滴注意力圖,將雨滴注意力圖加入到生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型中訓(xùn)練,并在模型中引入特征空間、像素空間上的損失,以調(diào)整雨滴去除效果的細(xì)節(jié),使得生成圖像更加清晰。分別在雨滴密集和稀疏的兩種情況下,將本文方法與其他去雨方法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。實(shí)驗(yàn)表明,本文優(yōu)化的去雨方法在視覺效果和客觀指標(biāo)上具有較好的效果。然后,將優(yōu)化后的雨滴去除方法應(yīng)用于視頻圖像去雨中?紤]到視頻去雨的實(shí)效性與視頻相鄰幀之間的較小差異,本文對視頻分幀后,只對奇數(shù)幀進(jìn)行操作,先對雨滴視頻幀進(jìn)行壓縮,然后用優(yōu)化之后的注意力生成對抗網(wǎng)絡(luò)去雨方法進(jìn)行雨滴去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文方法應(yīng)用到窗內(nèi)拍攝的雨滴視頻具有較好的雨滴去除效果。
【圖文】:
基于字典學(xué)習(xí)稀疏編碼的單幅圖像去雨方法對于雨條紋的去除有一定的效果,然逡逑而這些方法應(yīng)用于附著雨滴的單幅圖像效果卻不好,因?yàn)橛甑蜗侣鋾r(shí)的物理性質(zhì)逡逑和外觀與附著雨滴有很大的不同。圖1.1分別為下落雨滴和附著雨滴。逡逑(a)下落雨滴邐(b)附著雨滴逡逑圖1.邋1雨滴圖像逡逑對于靜態(tài)的附著雨滴,Eigen等人主要針對透過窗戶拍攝的雨滴圖像,通過逡逑卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對雨滴圖像和對應(yīng)的干凈圖像提取特征,,學(xué)習(xí)如何將有雨圖像映逡逑射到干凈的圖像上,從而去除雨滴,然而只能處理較小雨滴。石曉晴Ml將雨滴檢逡逑2逡逑
圖2.邋1卷積的計(jì)算逡逑(3)激勵(lì)層。卷積層的計(jì)算是一種線性運(yùn)算,而激勵(lì)層主要對卷積層的輸出進(jìn)逡逑行一個(gè)非線性映射。激勵(lì)函數(shù)所在的層為激勵(lì)層,下面分別介紹Relu、Sigmoid、逡逑
【學(xué)位授予單位】:云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:TP391.41;TP183
本文編號(hào):2663316
【圖文】:
基于字典學(xué)習(xí)稀疏編碼的單幅圖像去雨方法對于雨條紋的去除有一定的效果,然逡逑而這些方法應(yīng)用于附著雨滴的單幅圖像效果卻不好,因?yàn)橛甑蜗侣鋾r(shí)的物理性質(zhì)逡逑和外觀與附著雨滴有很大的不同。圖1.1分別為下落雨滴和附著雨滴。逡逑(a)下落雨滴邐(b)附著雨滴逡逑圖1.邋1雨滴圖像逡逑對于靜態(tài)的附著雨滴,Eigen等人主要針對透過窗戶拍攝的雨滴圖像,通過逡逑卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對雨滴圖像和對應(yīng)的干凈圖像提取特征,,學(xué)習(xí)如何將有雨圖像映逡逑射到干凈的圖像上,從而去除雨滴,然而只能處理較小雨滴。石曉晴Ml將雨滴檢逡逑2逡逑
圖2.邋1卷積的計(jì)算逡逑(3)激勵(lì)層。卷積層的計(jì)算是一種線性運(yùn)算,而激勵(lì)層主要對卷積層的輸出進(jìn)逡逑行一個(gè)非線性映射。激勵(lì)函數(shù)所在的層為激勵(lì)層,下面分別介紹Relu、Sigmoid、逡逑
【學(xué)位授予單位】:云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:TP391.41;TP183
【參考文獻(xiàn)】
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1 徐波;朱青松;熊艷海;;視頻圖像去雨技術(shù)研究前沿[J];中國科技論文;2015年08期
2 陳添丁;胡鑒;吳滌;;稀疏光流快速計(jì)算的動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測與跟蹤[J];中國圖象圖形學(xué)報(bào);2013年12期
3 王燕霞;張弓;;一種改進(jìn)的用于稀疏表示的正交匹配追蹤算法[J];信息與電子工程;2012年05期
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1 王海;基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的圖像去霧研究[D];湘潭大學(xué);2018年
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3 石曉晴;單幅圖像中雨滴檢測與去除方法的研究[D];北京交通大學(xué);2016年
4 耿彪;視頻圖像中雨滴去除技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年
5 沈鳳龍;雨天氣條件下圖像復(fù)原方法研究[D];沈陽理工大學(xué);2009年
本文編號(hào):2663316
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