[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法

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• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114037843A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫希延;梁維彬;鞠濤;杜洋;付文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 南寧桂電電子科技研究院有限公司;桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06V10/26;G06V10/764;G06V30/19;G06V10/82;G06T3/40;G06T5/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

1.一種基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，包括下列步驟：

構(gòu)建改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型；

獲取已有水下圖像，并制作訓(xùn)練所需數(shù)據(jù)集，同時對其進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)和數(shù)據(jù)集劃分；

訓(xùn)練所述改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型，獲得訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型；

獲取實時水下圖像并處理為小塊圖像；

將所述小塊圖像輸入所述訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型，獲得網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果；

拼接所述網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果，獲得最終結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，

所述改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)模塊由生成器模塊和判定器模塊組成，所述生成器模塊里的殘差卷積改為三層恒等殘差塊，每個所述三層恒等殘差塊的輸出結(jié)果都作為后續(xù)每一層的輸入特征，激活函數(shù)由Sigmoid改為Relu。

3.如權(quán)利要求2所述的基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，

所述生成器模塊采用一層卷積和一層Relu激活層作為輸入層，八個三層恒等殘差塊為隱藏層，去掉原本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的BN層，輸出層采用兩個亞像素卷積層以及一個具有3×3核和輸出通道的卷積層。

4.如權(quán)利要求2所述的基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，

所述判定器模塊包括八個基本塊、一層全連接層和一層Sigmoid激活層，其中，每個所述基本塊由一層卷積層、一層BN層以及一層Leaky Reulu激活層組成。

5.如權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，

在獲取已有水下圖像并制作訓(xùn)練所需數(shù)據(jù)集的過程中，將獲取到的水下圖像切割為256×256分辨率的圖像，并對每個切割后的圖像分別通過Bicubic算法進(jìn)行降質(zhì)處理，四倍下采樣為64×64分辨率的低分辨率圖像，把降質(zhì)后的圖像作為低分辨率圖像數(shù)據(jù)集，同時對應(yīng)的高分辨率圖像作為高分辨率圖像數(shù)據(jù)集，然后對低分率圖像數(shù)據(jù)集和高分辨率圖像數(shù)據(jù)集同時做旋轉(zhuǎn)、偏移和加入噪聲的數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理，最后，把處理完的所有數(shù)據(jù)按照7：2：1進(jìn)行劃分，分別劃分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集。

6.如權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，

訓(xùn)練所述改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型，獲得優(yōu)化生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型，包括下列步驟：

將所述訓(xùn)練所需數(shù)據(jù)集分別輸入生成網(wǎng)絡(luò)和判別網(wǎng)絡(luò)，擬定最大訓(xùn)練次數(shù)；

選擇目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)并計算判別網(wǎng)絡(luò)損失；

使用優(yōu)化器更新所述判別網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；

通過所述判別網(wǎng)絡(luò)獲得判別結(jié)果；

選擇選擇目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)并計算生成網(wǎng)絡(luò)損失；

使用優(yōu)化器更新所述生成網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；

重復(fù)上述步驟直至網(wǎng)絡(luò)擬合或達(dá)到最大訓(xùn)練次數(shù)；

保存訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型。

7.如權(quán)利要求1所述的獲取實時水下圖像并處理為小塊圖像，其特征在于，通過切割的方式將獲取到的實時水下圖像處理為小塊圖像。

8.如權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)生成對抗網(wǎng)絡(luò)的提高水下圖像分辨率方法，其特征在于，

所述小塊圖像為64×64分辨率的均等大小的圖像。