基于生成对抗网络的人脸图像翻译

针对人脸照片和人脸素描间的图像翻译问题,本文基于对偶生成对抗网络模型,对其目标函数附加两个损失函数建立新的网络模型.通过参数优化实验不断优化本文提出的模型,从而找到最优参数;通过直观和量化对比实验表明本文提出的模型在人脸数据上的图像翻译效果无论在清晰度还是在保持面部特征方面是目前基于生成对抗网络的图像翻译模型中表现最优的,并对相关GAN模型的稳定性进行了对比;最后通过效果分析实验说明了所附加的损失函数的具体作用.     

特征概率图约束全卷积网络的目标分割

针对全卷积神经网络在图像分割上易出现一些孤立的错分像素点或像素块现象,提出一种新的全卷积神经网络结构模型,并定义特征概率图约束损失函数作为本研究模型的优化目标. 该损失函数衡量了图像中的像素点属于前景和背景概率的差距. 同时,该模型使用新定义的损失函数与常用的交叉熵损失函数的加权组合联合训练网络模型. 在肺数据集和手势数据集的实验结果表明,该网络模型可以减少部分错分的孤立像素点和孤立像素块的出现.     

使用条件生成对抗网络的自然图像增强方法

自然图像增强是计算机视觉领域中的一个研究热点.针对以往图像增强方法计算过程复杂和参数需手工设置等缺陷,提出一种基于条件生成对抗模型的图像增强(enhancement with conditional generative adversarial networks,E-CGAN)方法.分别构建生成式神经网络和判别式神经网络,其中,生成模型直接对图像进行处理生成最终增强的图片结果,判别模型在训练阶段对生成模型构建对抗型损失函数,优化生成模型的参数.在生成模型的结构中,加入L1距离误差函数作为生成模型的约束,并提出连续多尺度跨层连接方式,加快网络的训练速度,提高生成模型的准确率.在图像清晰度增强,灰度图像着色两个图像增强问题上进行实验,结果表明,E-CGAN可以有效地保留图像特征,PSNR和SSIM质量平均提高9%和5%.     

基于注意力机制的轻量级水下图像风格迁移方法

目前,获取海洋素材的途径稀少,数据集缺失,质量相对较低,是海洋生态环境保护宣传、水下图像应用设计的重大难题之一.本文将基于深度学习的图像风格迁移技术与白化现象严重的水下图像进行结合,引入SqueezeNext轻量级编码器网络,通过低秩卷积、压缩模块和全连接操作,在不影响模型准确率的条件下减少模型参数冗余,减少模型计算量.同时,本文还进一步引入了关系感知全局注意力转换网络,结合特征和特征位置的相关性更有效地平衡全局和局部结构信息.此外,在损失函数中加入HSV色相损失函数,通过色相值的计算来衡量颜色的距离,由此更好地表示颜色的相近关系.通过学习图像的内容、风格等特征进行照片风格迁移,解决海洋图像设计素材短缺、图像质量低等问题,从而增加水下图像样式的多元性、素材的丰富性以及资源的拓展性.     

基于生成对抗网络的人脸图像修复

为了有效修复大面积破损的面部图像,通过生成对抗网络,使用解码器-编码器结构的卷积神经网络作为生成模型,增强生成模型的结构信息预测能力,同时引入对抗训练策略优化生成模型。该模型首先训练一个判别模型识别真实图像,再将判别待修复图像输入生成模型后所得到的结果是否真实,从此为生成模型提供优化梯度。结合卷积神经网络的结构信息预测能力和DCGAN对抗策略的优化能力,提高图像补全效果。通过在CeleBA人脸数据集上进行的实验结果表明:该方法在补全大面积破损的图像任务上性能明显优于其他方法。     

抗深度取证的多粒度融合图像修复网络

数字图像的真伪判别是图像安全领域中的基础问题,因数字媒体极易被攻击篡改,针对图像的取证技术得到了广泛的研究.另一方面,对图像篡改反取证技术的研究,不仅追求更逼真的图像篡改操作,也从相反的方向促进了取证技术的发展.图像修复作为基础的图像篡改操作,一直是国内外学者的研究热点.针对被修复篡改后的图像会被深度取证网络取证的问题,提出了一种抗深度取证的多粒度融合图像修复(multi-granularity fusion-based image inpainting network resistant to deep forensics,MGFR)网络.MGFR网络包括编解码器、多粒度生成模块以及多粒度注意力模块.首先,输入的破损图像被编码器编码成深度特征,深度特征通过多粒度生成模块生成3个不同粒度中间特征;然后,采用多粒度注意力模块来计算不同粒度中间特征之间的相关性并将其融合;最后,融合特征通过解码器生成输出结果.另外,所提出的MGFR网络被重建损失、模式噪声损失、深度取证损失以及对抗损失联合监督.研究结果显示,所提出的MGFR网络在拥有较好的修复性能的同时能成功规避深度取证网络的取证.     

基于跳跃连接的生成对抗网络人脸修复算法

针对生成对抗网络(GAN)在人脸修复任务中存在的修复效果不佳、细节体现不足、修复边缘生硬等问题,提出一种跳跃连接式生成对抗网络.首先,在双判别器模型基础上,通过在生成器中引入跳跃连接来获取更多层间特征来提升图像修复效果;其次,采用步长卷积进行采样来减少采样造成的信息损失;最后,在CelebA数据集上进行实验,并用峰值信...     

一种基于贝叶斯压缩感知的图像修复方法

图像修复是利用图像中已知区域信息对破损区域进行信息填充,以弥补信息的损失.传统的修复方法依赖图像的结构来确定,使图像达到人眼主观可以接受的程度.基于贝叶斯压缩感知的图像修复方法首先对受损图像进行稀疏变换,利用贝叶斯压缩感知得到稀疏系数的后验分布函数,求得分布函数的均值和方差,将均值作为图像的稀疏系数的估计,方差作为噪声的估计.仿真结果验证了该方法可以提高图像的修复质量.     

基于多任务模型的乳腺癌病理图像分类

基于卷积神经网络提出了一种多任务模型将乳腺癌组织学图像分为良性与恶性及其子类.该模型是多任务模型,任务一将病理图像分为良性与恶性,任务二将图像分为良性与恶性的子类.模型总的损失函数是两个分类任务损失函数的加权和.该模型采用卷积层和全局平均池化层替代末端全连接层作为分类层,应用数据增强方法提升模型的性能.模型使用乳腺癌病理图像数据集BreaKHis进行消融实验并与VGG16模型进行对比.实验结果显示:提出的模型能够取得更好的性能,在二分类上达到了98.55%～99.52%的分类准确率,在多分类上达到了92.26%～94.85%的分类准确率.     

基于双转移网络的深度特征重排图像修复算法

为对图像中大面积缺失区域进行合理的结构修复和精细的纹理填充,提出了一种基于双转移网络的深度特征重排图像修复算法.首先提取缺失图像的特征并还原图像纹理细节;然后根据编码器特征估计缺失内容,提出基于解码器特征的内容损失函数,减少全连接层的解码器特征与缺失区域编码器特征之间的距离,保证合成图像语义的准确性和结构的合理性.在公开数据集上,将提出算法与现有经典算法进行对比,结果表明:在大面积缺失图像修复中,提出算法能得到清晰、细节细腻且视觉合理的结果.     

基于深度学习的三维模型重构研究

由单个图像建立其三维模型是计算机视觉领域的一个热门且具有挑战性的问题.现有的传统单视图三维重构算法在处理低分辨率图像时效果不好,在训练中由于三维图形的高维性,使网络也变得高度不稳定,导致模型重构效果差.针对传统三维重构算法存在的缺点,提出一种基于深度学习网络的改进模型,在模型中加入超分辨率、投影、对抗生成网络(generative adversarial network,GAN)等模块,采用模块化设计强制生成的三维形状与深度图像对齐,使得映射更加规则.在损失函数上运用Wasserstein GAN思想,引入惩罚项,使网络训练难度降低,减小网络模型对训练数据集的依赖,克服了传统算法存在的问题.实验证明,提出的模型较传统方法重构的三维模型更加逼真,符合客观事实.     

基于改进卷积神经网络的中药饮片图像识别

为解决AlexNet网络模型在中药饮片图像识别中存在的识别准确率和鲁棒性不够理想的问题,以常见的50种中药饮片为研究对象,对AlexNet网络模型进行改进优化。首先通过拍摄以及搜索引擎获取中药饮片图像,并对图像进行数据扩充以及细节增强预处理。其次对AlexNet网络模型进行优化改进,通过缩减原网络的卷积核个数和卷积核大小、使用全局平均池化(global average pooling, GAP)替代全连接层以减少网络参数;去除局部响应归一化(local response normalization, LRN)层、引入批量归一化(batch normalization, BN)层和使用Lion优化算法替代随机梯度下降(stochastic gradient descent, SGD)优化算法以提高网络训练速度;使用Mish激活函数替代ReLU激活函数和引入通道注意力机制SENet网络以提高模型的识别精度。实验结果表明,改进后的网络模型相比于AlexNet网络模型,平均识别率提高了6.1%,平均损失率下降了14.4%,网络参数由原来的60 M缩减至1 M,该结果表明在中药饮片数据集上,改进...     

基于改进DCGAN轮胎缺陷图像生成方法

针对深度卷积生成对抗网络的数据扩充方法存在生成图像质量差、模型框架不稳定、模型收敛速度慢等问题，提出一种改进DCGAN轮胎缺陷图像生成模型。将残差网络和注意力机制嵌入到DCGAN模型中，提升模型特征的提取能力；同时摒弃DCGAN损失函数JS散度，使用带有梯度惩罚项的Wasserstein距离，提高模型训练的稳定性。实验结果表明，使用给定模型生成的轮胎缺陷图像质量优于使用DCGAN，WGAN，CGAN与SAGAN所生成图像，其平均FID值可以达到116.28，最小FID值可以达到84.94。所提出的模型可以稳定生成质量更好的轮胎缺陷图像，为轮胎缺陷样本数据集的扩充提供了一种有效途径，有助于有效解决深度学习在缺陷检测领域发展所面临的小样本问题。     

基于多层特征深度融合的卷积神经网络人脸识别方法

针对传统神经网络在人脸图像的训练过程中没有将高低卷积层信息进行融合,为充分利用图像各层特征信息,提出一种基于三层特征融合的全连接卷积神经网络模型,算法将原有网络最后三层特征结合,并将提取的特征信息与最后一层全连接层结合,从而增加了浅层特征的表达,加强了深层特征的提取效果,促使改进后的卷积神经网络提取的信息更加完备;同时将损失函数和中心函数加权联合,以提高人脸图像的识别率和区分性.在CASIA-webface人脸数据库进行的实验结果表明,改进后的网络模型识别率达到98. 7%,优于DCNN等算法,并将训练好的网络模型应用到YALE、PERET、LFW-A等人脸库上,相比其他方法识别率都有所提升.     

基于双有序性约束的人脸年龄估计研究

目的 人类年龄是人类识别和搜索任务中的重要特征,现有研究一般将人脸年龄估计视为传统的分类任务,忽略了年龄之间的有序特征,导致估计年龄与真实年龄之间的差距较大,因此,有必要寻找一种方法以缩小估计年龄与实际年龄的差距。方法 提出一种基于双有序性约束卷积神经网络模型(DO-CNN)的人脸图像年龄估计方法。首先,DO-CNN使用基于广义Logistic分布的有序回归模型作为卷积神经网络的分类器,并验证比其他有序分类器在人脸估计任务上的优越性;接着,进一步提出有序竞争比损失函数,在传统竞争比损失函数上,通过引入风险项使损失函数注意到预测年龄与真实年龄的误差,进而指导模型缩小估计年龄与真实年龄的差距。结果 在开源人脸图像年龄数据集FGNET和AgeDB上的对比实验显示：相比现有研究方法,DO-CNN分别提升约12%和3%的准确率,当允许的误差范围扩大后,该优势依然保持。此外,基于广义Logistic分布的有序回归分类器相比基于其他分布的有序回归分类器具有明显提升。结论 实验结果表明：基于双有序性约束的卷积神经网络模型可以明显提升人脸年龄估计的准确率,并减少年龄估计的实际误差。     

基于生成对抗网络的人脸图像彩色化方法

提出了一种新的基于生成对抗网络的人脸图像彩色化方法.所提出的网络结构包含两组生成对抗子网络,每个子网络由一个生成器和判别器组成.其中,一个对抗子网络A（包含生成器A和判别器A）实现从灰度图像到彩色图像的翻译过程,另一个子网络B（包含生成器B和判别器B）反转该过程,即生成器B对称地使用生成器A的最终输出图像作为输入,用来重建原始的人脸灰度图像.其中,网络中的循环损失进行图像重建,而生成损失和对抗损失用来保证生成的图像更加接近真实图像.实验结果表明,这种结构设计不仅能实现自然逼真的人脸图像彩色化,还能同时保证人脸的身份属性不变.      

基于GAN的低照度图像增强算法研究

针对低照度图像增强问题,提出一种基于GAN的循环式图像增强网络,引入无监督学习方式,通过降低循环一致性损失和对抗性损失,估计低照度图像的原始光照图,并利用建立的图像增强模型公式,对光照不足环境下采集到的图像进行亮度等方面的增强．在人工合成低照度图像数据集和真实自然低照度图像数据集上,均进行了质化评价和量化评价,实验表明,与现有的一些图像增强方法相比,本文所提出的方法具有更好的图像增强效果,能够由低照度图像复原出生动、清晰、直观、自然的高质量图像．     

基于多分支CNN和多尺度特征融合的非受控人脸年龄估计

现有的人脸年龄估计不能很好地兼顾全局-局部细节的特征表达,因而非受控人脸年龄估计的精度存在一定的提升空间。为解决此问题,提出了一种基于多分支卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和多尺度特征融合的非受控人脸年龄估计方法。该方法根据人脸关键点对人脸图片剪裁得到包含人脸的全局图像和分别包含眼睛、鼻子、嘴巴的局部图像;使用多分支CNN网络提取对应的深层全局特征和局部特征,使用多尺度特征融合网络探索局部特征间的相关性信息从而进行局部特征选择;将融合的局部特征与全局特征拼接得到兼顾全局-局部细节的年龄特征;使用softmax损失函数优化模型进行人脸年龄估计。根据MORPH Album2、FG-NET、LAP2016人脸年龄数据集上的实验结果表明,提出的方法是有效的。     

基于GAN的图像超分辨率重建算法研究

SRGAN是一种基于生成对抗网络的超分辨重建方法,其生成的高分辨率图像质量较传统方法有着明显提升,然而SRGAN存在着训练过程不稳定,图像浅层特征未充分使用等问题,很大程度上影响到了生成图像的质量。本文提出了一种特征增强改进的SRGAN模型,该模型使用信息蒸馏块进行特征纹理信息的增强,并消除图像特征中的冗余信息。此外,使用相对平均鉴别器替代原始SRGAN中的二分类鉴别器,保证了GAN网络训练的稳定性。本文基于4倍放大因子的超分辨重建任务,在BSD100数据集上进行实验结果的质化评价和量化评价。实验表明,本文方法较之SRGAN在训练过程中具有更好的稳定性,生成的图像具有更清晰的细节纹理,取得了更佳的图像超分辨率重建效果。