模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2022, Vol. 35 Issue (7): 602-613    DOI: 10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202207003
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结合视觉显著性与注意力机制的低光照图像增强
尚晓可1,2, 安南2, 尚敬捷3, 张韶岷1, 丁鼐1,4
1.浙江大学 生物医学工程与仪器科学学院 杭州 310027;
2.大连理工大学 软件学院 大连 116622;
3.北京大学 软件与微电子学院 北京 102600;
4.之江实验室 基础理论研究院 应用数学与机器智能研究中心 杭州 311121
Combining Visual Saliency and Attention Mechanism for Low-Light Image Enhancement
SHANG Xiaoke1,2, AN Nan2, SHANG Jingjie3, ZHANG Shaomin1, DING Nai1,4
1.College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University, Hangzhou 310027;
2.School of Software Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116622;
3.School of Software and Microelectronics, Peking University, Beijing 102600;
4.Research Center for Applied Mathematics and Machine Intelligence, Research Institute of Basic Theories, Zhejiang Laboratory, Hangzhou 311121

全文: PDF (4083 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 低光照图像增强是解决低光照环境下各种视觉分析任务的基础和核心步骤,但现有主流方法由于普遍未能对结构信息进行有效刻画,往往存在曝光不均衡、颜色失真等问题.针对上述问题,文中提出结合视觉显著性与注意力机制的低光照图像增强方法.首先,构建基于注意力机制的低光照图像增强网络,在引入注意力机制的同时考虑局部细节和全局信息,正确刻画增强结果中的颜色信息.再遵循由粗到细的逐步优化理念,设计渐进式注意力机制,将增强过程分阶段细化,实现精细化建设.然后,引入显著性引导的特征融合,增强网络对图像中显著性目标的感知能力,从更符合视觉认知需求的角度提升对于结构信息的表达,有效避免产生噪声/伪影等问题.实验表明,文中方法有效解决现有工作存在的曝光不足与颜色失真等问题,性能较优.
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作者相关文章
尚晓可
安南
尚敬捷
张韶岷
丁鼐
关键词 低光照图像增强注意力机制视觉显著性目标检测    
Abstract:Low-light image enhancement is the foundation and core step for solving various visual analysis tasks in low-light environments. However, the existing mainstream methods generally fail to characterize structural information effectively, resulting in some problems, such as unbalanced exposure and color distortion. Therefore, a low-light image enhancement network combining visual saliency and attention mechanism is proposed in this paper. A low-light image enhancement framework based on attention mechanism is firstly constructed by introducing attention mechanism with consideration of both local details and global information to characterize the color information in the enhancement results correctly. To achieve refined construction, a progressive process is designed to refine the enhancement process in stages following the concept of gradual optimization from coarse to fine. The feature fusion module guided by visual saliency is introduced to enhance the ability of the network to perceive salient objects in images and improve the expression of structural information from a perspective of being more in line with visual cognitive needs. Thus, noise/artifacts and other problems are avoided effectively. Experimentsshow that the proposed method solves the problems of unbalanced exposure and color distortion effectively with superior performance.
Key wordsLow-Light Image Enhancement    Attention Mechanism    Visual Saliency    Object Detection   
收稿日期: 2022-01-04     
ZTFLH: TP 311.5  
基金资助:之江实验室重大科研项目(No.2019KB0AC02)资助
通讯作者: 尚晓可,博士,讲师,主要研究方向为认知神经科学、人工智能.E-mail:sxk-1212@zju.edu.cn.   
作者简介: 安 南,硕士研究生,主要研究方向为计算机视觉.E-mail:NanAn0527@hotmail.com.
尚敬捷,硕士研究生,主要研究方向为图像处理、脉冲神经网络应用、神经网络压缩与部署.E-mail:ishawnshang@foxmail.com.
张韶岷,博士,教授,主要研究方向为生物信号处理.E-mail:shaomin@zju.edu.cn.
丁 鼐,博士,教授,主要研究方向为认知神经科学、认知计算、人工智能.E-mail:ding_nai@zju.edu.cn.
引用本文:   
尚晓可, 安南, 尚敬捷, 张韶岷, 丁鼐. 结合视觉显著性与注意力机制的低光照图像增强[J]. 模式识别与人工智能, 2022, 35(7): 602-613. SHANG Xiaoke, AN Nan, SHANG Jingjie, ZHANG Shaomin, DING Nai. Combining Visual Saliency and Attention Mechanism for Low-Light Image Enhancement. Pattern Recognition and Artificial Intelligence, 2022, 35(7): 602-613.
链接本文:  
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