基于SRGAN的超分辨率算法研究

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超分辨率图像算法的目的是提高原有图像的分辨率,基于深度学习的超分辨率图像算法已经成为主流,其中SRGAN(Super-Resolution Generative Adversarial Networks)具有线性网络所没有的鉴别器,其监督能力较强,使得复原的图像在视觉效果上独树一帜。本文基于SRGAN模型做出改进,提出两个超分辨率模型算法,主要完成以下工作:(1)提出注意力机制与SRGAN模型相结合的超分辨率图像算法。为了丰富图像重建的边缘细节,引入注意力通道网络。在损失函数上使用L1损失函数对超分辨率视觉效果的进一步提升,同时加入TVloss(Total Variation loss)损失函数降低白噪声对图像超分辨率重建细节的影响。由于深度学习基本上都存在着训练时间过长和超分辨率图像算法效率较低的问题,本文参考EDSR(Enhanced Deep Residual Networks for Single Image Super-Resolution)模型,在生成模型上删去了批规范化操作卷积层。实验证明:在Set5、Set14以及BSD100数据集上峰值信噪比与图像结构相似度均有一定的提高;在主观评价上,图像更加清晰而且边缘细节有显著增多。(2)改进网络与鉴别器,提出了一种注意力残差密集网络与SRGAN模型相结合的超分辨率图像算法。在生成网络上,以注意力模块为基础构建密集残差网络,减轻了梯度消失的问题。为提升感知损失特征层中特征点数量,将VGG19中前22层作为预训练网络。在鉴别器上,采用了相对平均生成对抗网络中的相对鉴别器,该鉴别器与生成器一起训练,使得鉴别器计算真实图像比生成图像更加逼真的概率。实验证明:本章的模型能够更加稳定地完成模型训练,同时能够很好地复原低分辨率图像的高频细节并减轻了伪影。
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