本公開涉及人工智能領(lǐng)域，尤其涉及圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)，具體涉及一種圖像增強(qiáng)和去噪方法、裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等)的學(xué)科，既有硬件層面的技術(shù)也有軟件層面的技術(shù)。人工智能硬件技術(shù)一般包括如傳感器、專用人工智能芯片、云計(jì)算、分布式存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù):人工智能軟件技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、自然語言處理技術(shù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、知識(shí)圖譜技術(shù)等幾大方向。

2、對(duì)于紅外等場景的圖像，因其成像技術(shù)的抗干擾性、高穿透性、高靈敏度和高隱蔽性，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)、安防等領(lǐng)域。但是，由于其成像設(shè)備本身的特性以及環(huán)境噪聲的影響，容易給圖像引入大量噪聲，對(duì)圖像恢復(fù)造成一定困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開提供了一種圖像增強(qiáng)和去噪方法、裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

2、根據(jù)本公開的一方面，提供了一種模型訓(xùn)練方法，包括：獲取待處理的樣本圖像；將所述樣本圖像輸入預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以獲得第一圖像特征，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括編碼器和解碼器，所述編碼器和所述解碼器中的相對(duì)應(yīng)的單元之間跳躍連接，并且其中，所述編碼器逐單元減小特征圖尺寸的同時(shí)逐單元增加其通道數(shù)，跳躍連接的所述解碼器和所述編碼器的相對(duì)應(yīng)單元之間所處理特征圖的尺寸和通道數(shù)相同；基于所述第一圖像特征和預(yù)設(shè)的標(biāo)簽圖像特征，確定預(yù)設(shè)的損失函數(shù)的值；以及基于所述損失函數(shù)的值，調(diào)節(jié)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)值，其中，所述編碼器和解碼器中包括至少一個(gè)特征混合單元，所述特征混合單元用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

3、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種圖像增強(qiáng)和去噪方法，包括：獲取待增強(qiáng)和去噪的圖像；將所述圖像依次輸入編碼器和解碼器，以獲得第一圖像特征，其中，所述編碼器和所述解碼器中的相對(duì)應(yīng)的單元之間跳躍連接，并且其中，所述編碼器逐單元減小特征圖尺寸的同時(shí)逐單元增加其通道數(shù)，跳躍連接的所述解碼器和所述編碼器的相對(duì)應(yīng)單元之間所處理的特征圖的尺寸和通道數(shù)相同；以及基于所述第一圖像特征，確定增強(qiáng)和去噪后的圖像，其中，所述編碼器和解碼器中包括至少一個(gè)特征混合單元，所述特征混合單元用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

4、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種模型訓(xùn)練裝置，包括：第一獲取單元，配置為獲取待處理的樣本圖像；第一輸入單元，配置為將所述樣本圖像輸入預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以獲得第一圖像特征，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括編碼器和解碼器，所述編碼器和所述解碼器中的相對(duì)應(yīng)的單元之間跳躍連接，并且其中，所述編碼器逐單元減小特征圖尺寸的同時(shí)逐單元增加其通道數(shù)，跳躍連接的所述解碼器和所述編碼器的相對(duì)應(yīng)單元之間所處理特征圖的尺寸和通道數(shù)相同；第一確定單元，配置為基于所述第一圖像特征和預(yù)設(shè)的標(biāo)簽圖像特征，確定預(yù)設(shè)的損失函數(shù)的值；以及調(diào)節(jié)單元，配置為基于所述損失函數(shù)的值，調(diào)節(jié)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)值，其中，所述編碼器和解碼器中包括至少一個(gè)特征混合單元，所述特征混合單元用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

5、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種圖像增強(qiáng)和去噪裝置，包括：第二獲取單元，配置為獲取待增強(qiáng)和去噪的圖像；第二輸入單元，配置為將所述圖像依次輸入編碼器和解碼器，以獲得第一圖像特征，其中，所述編碼器和所述解碼器中的相對(duì)應(yīng)的單元之間跳躍連接，并且其中，所述編碼器逐單元減小特征圖尺寸的同時(shí)逐單元增加其通道數(shù)，跳躍連接的所述解碼器和所述編碼器的相對(duì)應(yīng)單元之間所處理的特征圖的尺寸和通道數(shù)相同；以及第二確定單元，配置為基于所述第一圖像特征，確定增強(qiáng)和去噪后的圖像，其中，所述編碼器和解碼器中包括至少一個(gè)特征混合單元，所述特征混合單元用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

6、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：至少一個(gè)處理器；以及與至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，該指令被至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行本公開所述的方法。

7、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行本公開所述的方法。

8、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本公開所述的方法。

9、根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，遵循了u形編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)，具有跳躍連接(skip-connections)，有助于減少計(jì)算負(fù)擔(dān)并增加感受野；并且，特征混合單元利用了不同編碼策略的優(yōu)勢來提取和整合視覺特征，往往可以在去除圖像噪聲的同時(shí)，盡可能地保留圖像的結(jié)構(gòu)特征。

10、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識(shí)本公開的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.一種模型訓(xùn)練方法，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述編碼器中包括至少一個(gè)transformer單元，所述至少一個(gè)transformer單元中的每個(gè)transformer單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的transformer模塊。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的所述編碼器和所述解碼器中均包括至少一個(gè)特征混合單元，并且，所述至少一個(gè)特征混合單元中的每個(gè)特征混合單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的特征混合模塊，所述特征混合模塊用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述解碼器中包括卷積單元，所述卷積單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的卷積模塊。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述解碼器中包括至少一個(gè)transformer單元，所述至少一個(gè)transformer單元中的每個(gè)transformer單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的transformer模塊。

6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述特征混合模塊包括：選擇模塊、以及并聯(lián)連接的至少兩個(gè)特征提取模塊，并且其中，將所述樣本圖像輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以獲得第一圖像特征包括：

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)特征提取模塊基于以下模塊確定：卷積模塊、多層感知模塊、多頭自注意力模塊、自注意力模塊。

8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述選擇模塊包括：全局池化層、多層感知層和softmax層，并且其中，將所述至少兩個(gè)特征提取模塊輸出的所述第三圖像特征均輸入所述混合模型包括：

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述第二圖像特征和預(yù)設(shè)的標(biāo)簽圖像特征確定預(yù)設(shè)的損失函數(shù)的值包括：

10.如權(quán)利要求1或9所述的方法，其中，所述預(yù)設(shè)的損失函數(shù)基于像素值損失函數(shù)和色彩飽和度損失函數(shù)的加權(quán)和確定。

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，基于所述損失函數(shù)的值調(diào)節(jié)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)值包括：基于所述損失函數(shù)的值調(diào)節(jié)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)值、以及所述預(yù)設(shè)的損失函數(shù)中的權(quán)重值。

12.一種圖像增強(qiáng)和去噪方法，包括：

13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述編碼器中包括至少一個(gè)transformer單元，所述至少一個(gè)transformer單元中的每個(gè)transformer單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的transformer模塊。

14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的所述編碼器和所述解碼器中均包括至少一個(gè)特征混合單元，并且，所述至少一個(gè)特征混合單元中的每個(gè)特征混合單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的特征混合模塊，所述特征混合模塊用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述解碼器的輸出單元包括卷積單元，所述卷積單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的卷積模塊。

16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述解碼器中包括至少一個(gè)transformer單元，所述至少一個(gè)transformer單元中的每個(gè)transformer單元包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的transformer模塊。

17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述特征混合模塊包括：選擇模塊、以及并聯(lián)連接的至少兩個(gè)特征提取模塊，并且其中，將所述第一圖像特征輸入預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以獲得第一圖像特征包括：

18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)特征提取模塊基于以下模塊確定：卷積模塊、多層感知模塊、多頭自注意力模塊、自注意力模塊。

19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，所述選擇模塊包括：全局池化層、多層感知層和softmax層，并且其中，將所述至少兩個(gè)特征提取模塊輸出的所述第三圖像特征均輸入所述混合模型包括：

20.一種模型訓(xùn)練裝置，包括：

21.一種圖像增強(qiáng)和去噪裝置，包括：

22.一種電子設(shè)備，包括：

23.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法。

24.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種圖像增強(qiáng)和去噪方法、裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，涉及人工智能領(lǐng)域，尤其涉及圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)方案為：獲取待處理的樣本圖像；將樣本圖像輸入預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以獲得第一圖像特征，基于第一圖像特征和預(yù)設(shè)的標(biāo)簽圖像特征確定預(yù)設(shè)的損失函數(shù)的值，以調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括其相應(yīng)單元之間跳躍連接的編碼器和解碼器，編碼器逐單元減小特征圖尺寸的同時(shí)逐單元增加其通道數(shù)，跳躍連接的解碼器和編碼器的相對(duì)應(yīng)單元之間所處理的特征圖的尺寸和通道數(shù)相同。編碼器和解碼器中包括至少一個(gè)特征混合單元，用于將基于不同編碼策略提取的圖像特征進(jìn)行混合。

技術(shù)研發(fā)人員：陳葉飛,劉梁,羅航,魏勇,張藝?yán)?師緊想
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆侖芯（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18