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专利号: 2020100499602
申请人: 广西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于深度学习的高效超分辨率重建方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1:获取超分辨率常用标准数据集,标准数据集包括“91-imags”、”Set 5”、”Set 

14”、”BSDS100”、“manga109”、”DIV2K”以及“Urban100”,对标准数据集中的图像进行旋转、偏移、切割以及尺度变换,得到增强后的数据集;

步骤S2:读取图像信息,将低分辨率图像与高分辨率图像组合成信息对,制作成网络结构所需的数据集;

步骤S3:在网络结构中,将输入图像进行两分支处理;其中,第一分支利用最近邻插值法将低分辨率图像放大至目标尺寸,形成插值上采样后的图像,然后进入到步骤S8处理;第二分支利用卷积网络模块进行初步的特征提取,得到初步特征后进入到步骤S4处理;

步骤S4:步骤S3第二分支所提取到的初步特征进一步分为两支路,其中,第一支路的初步特征使用残差连接,后进入到步骤S8,第二支路的初步特征直接进入到步骤S5进行密集残差模块特征提取;

步骤S5:密集残差特征提取具体包括如下步骤:

i)将步骤S4中第二支路的初步特征利用1x1卷积层进行特征通道压缩,再经PReLU激活;

ii)对步骤i)所得的特征分成n个子特征,并对n个子特征采用密集相加的连接方式进行特征提取,其中,提取公式如下:式中,i,j=1,2,3...n,Fbi为第i次特征提取模块所得到的特征,Hi为第i次特征提取模块,Fb0为子特征,亦为步骤i)所得的特征,Fbj为第j次特征提取模块所得到的特征;

iii)将步骤ii)所得的特征利用1x1的卷积层对网络特征图的通道数进行特征扩张,使得通道数量恢复到原来的数量,即得到末级残差特征;

步骤S6:将经过步骤S5所得到的特征与步骤S4第一支路所得到的特征进行相加,随后通过反卷积层进行尺度放大;

步骤S7:将从步骤S6中的反卷积层出来的图像与步骤S3经最近邻插值法所得的图像进行相加,形成最终的网络结构模型输出;

步骤S8:进行训练网络,包括以下步骤:

1)预训练:将“91-images”图像数据集中的低分辨率图像分批读入网络结构中,将网络结构模型的输出与对应的高分辨率图像之间通过MAE计算误差,并把误差进行反向传播,训练网络参数,训练结束即完成预训练;

2)二次训练:使用迁移学习继续进行训练,首先,读取步骤1)所得的网络参数,将“DIV2K”图像数据集中的低分辨率图像分批读入网络结构中,将网络结构模型的输出与对应的高分辨率图像之间继续通过MAE计算误差,并把误差进行反向传播,训练网络参数,训练结束即完成网络训练过程。

2.如权利要求1所述的基于深度学习的高效超分辨率重建方法,其特征在于,在步骤S3中,第二分支利用卷积网络模块进行初步的特征提取的具体步骤为:使用3x3卷积层进行初步的特征提取,随后经过PReLU激活,得到初步特征。

3.如权利要求1所述的基于深度学习的高效超分辨率重建方法,其特征在于,在步骤S5中Hi中所指的特征提取模块是由3x3卷积层进行特征提取并经过PReLU激活构成。

4.如权利要求1所述的基于深度学习的高效超分辨率重建方法,其特征在于,在步骤S8的步骤1)预训练中,学习率设置为1e-3,训练网络参数,当网络训练至500迭代后保存参数。

5.如权利要求1所述的基于深度学习的高效超分辨率重建方法,其特征在于,在步骤S8的步骤2)二次训练中,学习率设置为5e-4,训练网络参数,当网络训练200迭代后进行保存。