[1]程德强,朱星光,寇旗旗,等.融合分层特征与残差蒸馏连接的图像超分辨率重建[J].智能系统学报,2023,18(6):1173-1184.[doi:10.11992/tis.202304011]
CHENG Deqiang,ZHU Xingguang,KOU Qiqi,et al.Image super-resolution reconstruction by fusing layered features with residual distillation connections[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2023,18(6):1173-1184.[doi:10.11992/tis.202304011]
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《智能系统学报》[ISSN 1673-4785/CN 23-1538/TP] 卷:
18
期数:
2023年第6期
页码:
1173-1184
栏目:
学术论文—机器学习
出版日期:
2023-11-05
- Title:
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Image super-resolution reconstruction by fusing layered features with residual distillation connections
- 作者:
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程德强1, 朱星光1, 寇旗旗2, 陈亮亮1, 王晓艺1, 赵佳敏1
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1. 中国矿业大学 信息与控制工程学院, 江苏 徐州 221116;
2. 中国矿业大学 计算机科学与技术学院, 江苏 徐州 221116
- Author(s):
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CHENG Deqiang1, ZHU Xingguang1, KOU Qiqi2, CHEN Liangliang1, WANG Xiaoyi1, ZHAO Jiamin1
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1. School of Information and Control Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China;
2. School of Computer Science & Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
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- 关键词:
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图像处理; 超分辨率重建; U型网络; 残差连接; 神经网络; 特征融合; 注意力机制; 亚像素卷积
- Keywords:
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image processing; super-resolution reconstruction; U-network; residual connectivity; neural network; feature fusion; attention mechanism; subpixel convolution
- 分类号:
-
TP391
- DOI:
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10.11992/tis.202304011
- 摘要:
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针对目前诸多图像超分辨率重建算法通过采用单一通道网络结构无法充分利用特征信息的问题,提出了一种可以高效利用特征信息的融合分层特征与残差蒸馏连接的超分辨率重建算法。该方法首先设计了一种将分层特征融合与残差连接相结合的连接方式,对图像深层特征与浅层特征进行充分融合,提升了网络对于特征信息的利用率;其次设计出一种残差蒸馏注意力模块,使网络更高效地关注图像关键特征,从而可以更好地恢复出重建图像的细节特征。实验结果表明,所提出的算法模型不仅在4种测试集上呈现出更优秀的客观评价指标,而且在主观视觉效果上也呈现出更好的重建效果。具体在Set14测试集上,该模型4倍重建结果的峰值信噪比相对于对比模型平均提升了0.85 dB,结构相似度平均提升了0.034,充分证明了该算法模型的有效性。
- Abstract:
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Aiming at the issue that several current image super-resolution reconstruction algorithms cannot fully utilize the feature information by adopting a single-channel network structure, a super-resolution reconstruction algorithm that fuses hierarchical features and residual distillation connections is proposed. In this method, a connection method that combines layered features with residual connections is adopted to fully fuse the deep and shallow features of an image, improving the utilization of feature information by the network. Further, a residual distillation attention module is used, which enables the network to focus on the key features of the image efficiently, allowing efficient recovery of the detailed features of the reconstructed image. The experimental results showed that the proposed algorithmic model exhibits better objective evaluation indexes on four test sets and has a superior reconstruction effect on the subjective visual effect. Specifically, on the Set14 test set, the peak signal-to-noise ratio of the four-fold reconstruction results of the model is improved by 0.85 dB on average relative to the comparison model and the structural similarity is improved by 0.034 on average, demonstrating the effectiveness of the algorithmic model.
备注/Memo
收稿日期:2023-4-6。
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金项目(2020QN49);国家自然科学基金项目(52204177).
作者简介:程德强,教授,博士生导师,博士,中国矿业大学信息与控制工程学院党委书记,中国煤炭工业协会信息化分会理事。主要研究方向为图像智能检测与模式识别、图像处理与视频编码。主持国家自然科学基金项目3项,作为技术负责人承担国家重点研发计划课题、江苏省科技成果转化专项资金项目和贵州省科技支撑计划重点项目等20余项。以第一发明人获得发明专利授权30余项,其中获授权美国发明专利2项。6项技术发明在企业转化应用。牵头制定中国煤炭工业协会团体标准2项,参与制定行业标准2项;朱星光,硕士研究生,主要研究方向为图像识别、图像超分辨率重建。获授权发明专利1篇,获授权软件著作权1篇;寇旗旗,讲师,博士,中国矿业大学人工智能研究院智慧矿山研究中心副主任,主要研究方向为视频/图像处理、智能检测与模式识别、工业机器人与机器视觉。2020年中国矿业大学研究生教育教学成果奖二等奖1 项,指导学生获得2021年第十七届江苏省大学生课外学术科技作品竞赛暨"挑战杯"全国竞赛江苏省选拔赛一等奖,获授权发明专利5 项,发表学术论文20余篇。
通讯作者:寇旗旗.E-mail:kouqiqi@cumt.edu.cn
更新日期/Last Update:
1900-01-01