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专利号: 2020109654961
申请人: 西安理工大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,包括以下具体步骤,步骤1:预处理图像;

步骤2:构建卷积神经网络模型;

步骤3:采用步骤1得到的预处理后的图像对步骤2得到的卷积神经网络模型进行训练,得到去雨卷积神经网络模型,利用损失函数对去雨卷积神经网络模型进行约束,然后反向传播进行参数更新,得到训练好的去雨网络模型;

步骤4:将待处理有雨的图像输入所述训练好的去雨网络模型中,最终输出去雨后的图像。

2.如权利要求1所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述步骤2中构建卷积神经网络模型,具体地为:一编码器网络,编码器输入所述预处理图像,逐层提取图像的浅层特征,得到编码器提取特征后,编码器进行下采样处理,经过上下文聚合模块DCA_Block模块处理,得到编码器输出特征,再通过跳跃连接组合到融合网络中;

一解码器网络,用于融合所述融合网络中的编码器输出特征,解码器进行上采样处理,经过上下文聚合模块DCA_Block模块处理后,与所述编码器输出特征的数据通过跳跃连接方式进行叠加融合后,构成端到端编解码卷积神经网络模型。

3.如权利要求1所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述步骤2中构建卷积神经网络模型,具体包括以下步骤:S1,输入预处理后的图像经过第一个卷积层处理输出特征O1,输出特征O1经过第二个卷积层处理输出特征O2;

S2,将输出特征O2经过上下文聚合模块DCA_Block模块输出特征O3;

S3,输出特征O3经过下采样卷积层进行第一次下采样处理后,得到输出特征O4;

S4,输出特征O4经过上下文聚合模块DCA_Block模块输出特征O5;

S5,输出特征O5经过下采样卷积层进行第二次下采样处理后,得到输出特征O6;

S6,输出特征O6经过上下文聚合模块DCA_Block模块输出特征O7;

S7,输出特征O7依次经过三个由跳跃连接组成的卷积残差块进行处理后,得到输出特征O10;

S8,输出特征O10经过上下文聚合模块DCA_Block模块输出特征O11;

S9,输出特征O11经过上采样卷积层进行第一次上采样处理后,得到输出特征O12;

S10,将输出特征O3、输出特征O12进行通道连接,经过第三个卷积层处理输出特征O13;

S11,输出特征O13经过上下文聚合模块DCA_Block模块输出特征O14;

S12,输出特征O14经过上采样卷积层进行第二次上采样处理后,输出特征O15;

S13,输出特征O5、输出特征O15进行通道连接,经过第四个卷积层处理输出特征O16;

S14,输出特征O16经过第五个卷积层处理后,与步骤S1输入图像进行相加,得到最终输出图像结果,即完成卷积神经网络模型构建。

4.如权利要求2或3所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述上下文聚合模块DCA_Block模块,包括第一CAN模块和第二CAN模块;输入图像特征经过第一CAN模块、第二CAN模块后得到输出图像特征,输出图像特征通过跳跃连接的方式与输入图像特征相加,得到上下文聚合模块DCA_Block模块的输出数据。

5.如权利要求4所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述第一CAN模块和所述第二CAN模块均是由不同扩张率的卷积层组成。

6.如权利要求5所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述不同扩张率的卷积层具体为:卷积核大小为3×3,步长为1,扩张率分别为1,3,

5。

7.如权利要求2或3所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述下采样是由一个卷积核大小3×3、步长为2、通道为64的卷积组成;

所述上采样是由一个大小3×3、步长为2的转置卷积组成。

8.如权利要求3所述的基于卷积神经网络的上下文聚合残差单幅图像去雨方法,其特征在于,所述卷积残差块,具体公式为:

xl+1=xl+F(xl+Wl)(1)         (1)其中,xl+1为第l+1层卷积层的卷积结果,xl为第l层卷积层的卷积结果,Wl为第l层卷积层的权重,F(xl+Wl)为残差部分。