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计算机工程 ›› 2021, Vol. 47 ›› Issue (5): 221-228. doi: 10.19678/j.issn.1000-3428.0056980

• 图形图像处理 • 上一篇    下一篇

基于可嵌入式网络结构的图像超分辨率重建方法

强保华1,2, 庞远超1,2, 杨明浩1, 曾坤4, 郑虹1, 谢武2,3, 莫烨1,2   

  1. 1. 桂林电子科技大学 广西图像图形与智能处理重点实验室, 广西 桂林 541004;
    2. 桂林电子科技大学 广西可信软件重点实验室, 广西 桂林 541004;
    3. 桂林电子科技大学 广西云计算与大数据协同创新中心, 广西 桂林 541004;
    4. 闽江大学 福建省信息处理与智能控制重点实验室, 福州 350108
  • 收稿日期:2019-12-20 修回日期:2020-02-14 发布日期:2020-04-22
  • 作者简介:强保华(1972-),男,教授、博士,主研方向为图像处理、大数据分析;庞远超,硕士研究生;杨明浩,副研究员、博士;曾坤、郑虹(通信作者),讲师、博士;谢武,副教授、博士;莫烨,硕士。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61762025);国家自然科学基金青年基金(61601389);广西重点研发计划(桂科AB17195053,桂科AB18126053);广西自然科学基金(2017GXNSFAA198226);桂林科技发展计划(20180107-4)。

Image Super-Resolution Reconstruction Method Based on Embeddable Network Structure

QIANG Baohua1,2, PANG Yuanchao1,2, YANG Minghao1, ZENG Kun4, ZHENG Hong1, XIE Wu2,3, MO Ye1,2   

  1. 1. Guangxi Key Laboratory of Image Graphics and Intelligent Processing, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi 541004, China;
    2. Guangxi Key Laboratory of Trusted Software, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi 541004, China;
    3. Guangxi Cloud Computing and Big Data Collaborative Innovation Center, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi 541004, China;
    4. Fujian Provincial Key Laboratory of Information Processing and Intelligent Control, Minjiang University, Fuzhou 350108, China
  • Received:2019-12-20 Revised:2020-02-14 Published:2020-04-22

摘要: 针对卷积神经网络中的图像超分辨率重建模型训练不稳定与收敛速度较慢等问题,提出一种可嵌入式并行网络框架(EPNF),用于单幅图像超分辨率重建任务。将现有的图像超分辨率网络模型作为EPNF框架的深层结构部分嵌入到该框架中,能够以较小参数代价加快所嵌入的超分辨率模型的收敛速度,在一定程度上提高模型的准确率。在EPNF网络结构的基础上,提出一种新的超分辨率重建方法EPNF_DCSR,采用稠密跳跃连接构造高分辨率(HR)图像的高频成分,并使用单层卷积构造HR图像的低频成分,合成一幅HR输出图像。实验结果表明,与当前主流的图像超分辨率算法相比,EPNF_DCSR具有更好的图像生成效果。

关键词: 卷积神经网络, 上采样, 并行网络, 跳跃连接, 图像超分辨率

Abstract: The existing Super-Resolution(SR) image reconstruction models based on Convolutional Neural Networks(CNN) have multiple deficiencies,such as instable model training process and low convergence speed.To address the problem,this paper proposes an Embeddable Parallel Network Framework(EPNF) for the super-resolution reconstruction of a single image.The existing network models for super-resolution image reconstruction can be embedded into EPNF as the deep structure part of the framework,improving their convergence speed and accuracy by taking a small loss of parameters.On the basis of EPNF,this paper also proposes a novel super-resolution image reconstruction method,EPNF_DCSR.The method uses the dense jump connections to restore the high-frequency details of high-resolution images,and a single-layer convolution to restore low-frequency details.Finally a high-resolution image is output.Experimental results show that EPNF_DCSR has better image reconstruction performance than the existing mainstream image reconstruction algorithms.

Key words: Convolutional Neural Networks(CNN), upsampling, parallel network, skip connection, image Super-Resolution(SR)

中图分类号: