基于边缘感知的图像复原神经网络损失函数

作     者：王昱昊 李萌 支天 张曦珊 周学海 WANG Yuhao;LI Meng;ZHI Tian;ZHANG Xishan;ZHOU Xuehai

作者机构：中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 中国科学院计算技术研究所北京100086 

基　　金：国家自然科学基金(61925208,61906179,U20A20227) 中国科学院战略性先导科技专项(XDB32050200)和中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-029)资助项目 

出 版 物：《高技术通讯》 (Chinese High Technology Letters)

年 卷 期：2023年第33卷第3期

页      码：298-304页

摘      要：像素级损失是图像复原任务中最基本、最常用的损失函数。然而,像素级损失无法区分图像中的边缘部分是否模糊,对所有像素点的处理一致,这与人类视觉系统对边缘部分的感知不同。通过对图像边缘部分的分析,本研究发现当输出图像模糊时,其与真实图像对应像素的误差方向与真实图像中该像素的二阶梯度方向相同。基于此本文提出了一种基于边缘感知的结构保留损失函数(SPLoss)。本研究设计了模糊因子图来检测模糊像素,然后通过增加模糊位置像素误差的权重来惩罚模糊像素。SPLoss可以检测到输出图像中的模糊像素,并在优化网络时对其进行惩罚。对于包括图像超分辨率和图像去模糊在内的图像复原任务,本文在多个网络结构上进行了实验。实验结果表明,使用本文提出的损失函数训练的网络可以恢复拥有更好的感知质量的图像,在感知相关客观指标和视觉效果方面均超越原有像素级损失。

主 题 词：图像复原 图像超分辨率 图像去模糊 神经网络(NN) 损失函数 

学科分类：08[工学] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.3772/j.issn.1002-0470.2023.03.008

馆 藏 号：203122292...