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专利号: 2018103483242
申请人: 南京信息工程大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于生成式对抗网络的图像去雾方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将图像转化为一个x,y,z的灰度图;

(2)标准化gamma空间和颜色空间;将整个图像进行归一化,先转化为灰度图;Gamma压缩公式如下:I(x,y)=I(x,y)gamma      (1)

(3)用[-1,0,1]梯度算子对原图像做卷积运算,得到x方向的梯度分量gradscalx,然后用[1,0,-1]T梯度算子对原图像做卷积运算,得到y方向的梯度分量gradscaly,用下述公式计算梯度;

图像中像素点(x,y)的梯度为:

式中Gx(x,y)、Gy(x,y)、H(x,y)分别表示输入图像中像素点(x,y)处的水平方向梯度,垂直方向梯度和像素值;

(4)为每个细胞单元构建梯度方向直方图;

(5)把细胞单元组合成大的块,块内归一化梯度直方图;

(6)收集HOG特征:

(7)生成网络G和判别网络D学习构建HOG特征分布;

(8)生成网络G学习构建雾霾中悬浮颗粒物浓度到清晰率间的映射网络,得到生成清晰率,并通过判别网络对生成清晰率与最佳清晰率进行判别区分,G*与D*满足其中,cdist为从训练样本中获取的最佳清晰率,其作为判别过程中判别器D的参考数据判别清晰率,且从样本中得到的判别清晰率cdist满足特征分布pdata;为G*得到的生成清晰率,满足特征分布pc;F为输入特征函数,即雾霾中主要悬浮颗粒物浓度数据作为先验信息*约束生成器与判别器,其满足公式:F=λ*P(G,D,Cpm2.5,Cpm10);对于判别网络D ,其功能是最大限度的区分出判别清晰率和生成清晰率;而对于生成网络G*,其作用是最小化(1-D(G(F))),使得网络D*无法正确判断,从而形成整体网络对抗体系;提高整体网络鲁棒性,减少预估结果偏离真实情形的状况。

2.如权利要求1所述的基于生成式对抗网络的图像去雾方法,其特征在于,加入先验信息,通过对图像进行特征提取,进而利用提取的特征,构建特征分布,通过生成网络G学习构建雾霾中悬浮颗粒物浓度到清晰率间的映射网络,从而得到清晰率,得到了针对各种情况采用先验信息进行正则化约束的函数:λ*P(G,D,Cpm2.5,Cpm10)    (6)

λ称为正则化参数,其作用是根据监测到的不同的pm2.5、pm10浓度对P函数进行调节,在尽可能得到清晰结果和降低复杂度之间寻找一种平衡,P函数作为依托监测到的不同的pm2.5、pm10浓度而对优化函数进行微调节的控制函数。

3.如权利要求1所述的基于生成式对抗网络的图像去雾方法,其特征在于,判别网络对输入的清晰率进行判别分类,得到正确的判别概率;通过卷积神经网络对清晰率进行特征分析并提取,得到表征清晰率变化规则的特征,并用此特征作为清晰率判别标准。

4.如权利要求1所述的基于生成式对抗网络的图像去雾方法,其特征在于,利用卷积网络对雾霾图片中清晰率的特征逐层抽象化,结合ReLU对相关信息进行融合与特征提取,得到雾霾场景中清晰率相关抽象特征;在生成网络中加入批标准化层和空间池化层。

5.如权利要求1所述的基于生成式对抗网络的图像去雾方法,其特征在于,在训练模型时,运用多层感知器构建生成网络,利用判别网络对生成网络进行反向调节;生成对抗网络通过随机梯度下降法,结合给定数据标签进行网络参数优化,最终训练得到最优网络参数。