兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5): 240861-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0861
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刘昕昊1, 陈彬1, 应文健2,*(), 李沛陶1, 伍世虔1
收稿日期:
2024-09-19
上线日期:
2025-05-07
通讯作者:
基金资助:
LIU Xinhao1, CHEN Bin1, YING Wenjian2,*(), LI Peitao1, WU Shiqian1
Received:
2024-09-19
Online:
2025-05-07
摘要:
现代化战争高度依赖图像等载体收集情报。雾天环境下得到的图像会干扰对战场场景的清晰呈现,还把重要特征隐匿其中,影响信息获取。针对目前图像去雾算法普遍存在颜色失真、图像细节丢失等问题,提出一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与Transformer混合架构的多尺度特征交互去雾网络(Multi-scale Feature Interactive DehazeNet,MFI-DehazeNet),采用编解码结构,以端到端的方式实现单幅图像去雾。MFI-DehazeNet网络首先设计了一种多尺度特征交互模块,该模块实现了CNN网络特征的跨尺度融合;其次改进了Transformer结构,设计一种全局特征表达模块来增强整个网络的全局表达能力,用以弥补卷积结构感受野不足的问题;来自编码器的输出融合CNN和Transformer网络这两种异构架构的信息,该输出会通过特征重建模块(即解码器)进行处理,以恢复并重建出去雾后的图像。实验结果表明,相较于其他方法,MFI-DehazeNet无论是在合成有雾图像还是在真实有雾图像上都实现了更好的去雾效果。
中图分类号:
刘昕昊, 陈彬, 应文健, 李沛陶, 伍世虔. 混合架构的多尺度特征交互去雾算法[J]. 兵工学报, 2025, 46(5): 240861-.
LIU Xinhao, CHEN Bin, YING Wenjian, LI Peitao, WU Shiqian. Multi-scale Feature Interactive Image Dehazing Algorithm Based on Hybrid Architecture[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(5): 240861-.
方法 | 室外 | 室内 | ||
---|---|---|---|---|
PSNR | SSIM | PSNR | SSIM | |
DCP[ | 16.73 | 0.8252 | 20.12 | 0.8563 |
AOD-Net[ | 20.77 | 0.8673 | 16.97 | 0.7889 |
DehazeNet[ | 22.37 | 0.8730 | 21.33 | 0.8607 |
GCA[ | 23.01 | 0.9083 | 29.35 | 0.9503 |
GridDehazeNet[ | 30.76 | 0.9825 | 32.16 | 0.9890 |
FFA[ | 23.41 | 0.9093 | 30.02 | 0.9743 |
Dehazeformer[ | 18.20 | 0.7926 | 14.67 | 0.6820 |
DEA[ | 31.19 | 0.9458 | 34.38 | 0.9881 |
本文方法 | 34.57 | 0.9675 | 30.54 | 0.9680 |
表1 合成有雾图像实验结果
Table 1 Experimental results of synthetic hazy images
方法 | 室外 | 室内 | ||
---|---|---|---|---|
PSNR | SSIM | PSNR | SSIM | |
DCP[ | 16.73 | 0.8252 | 20.12 | 0.8563 |
AOD-Net[ | 20.77 | 0.8673 | 16.97 | 0.7889 |
DehazeNet[ | 22.37 | 0.8730 | 21.33 | 0.8607 |
GCA[ | 23.01 | 0.9083 | 29.35 | 0.9503 |
GridDehazeNet[ | 30.76 | 0.9825 | 32.16 | 0.9890 |
FFA[ | 23.41 | 0.9093 | 30.02 | 0.9743 |
Dehazeformer[ | 18.20 | 0.7926 | 14.67 | 0.6820 |
DEA[ | 31.19 | 0.9458 | 34.38 | 0.9881 |
本文方法 | 34.57 | 0.9675 | 30.54 | 0.9680 |
方法 | 图像1 | 图像2 | 图像3 | 图像4 | 图像5 | RTTS(AVG) |
---|---|---|---|---|---|---|
Hazy Input | 7.6917 | 6.4307 | 6.5791 | 6.9228 | 6.1856 | 6.9489 |
DCP[ | 7.6001 | 6.9115 | 7.1525 | 6.9295 | 5.4454 | 7.0022 |
GCA[ | 7.8471 | 7.2338 | 6.7882 | 6.8145 | 6.0152 | 7.1662 |
AOD-Net[ | 7.8975 | 6.7878 | 7.0389 | 6.9315 | 5.9432 | 6.9831 |
DehazeNet[ | 7.8299 | 7.0504 | 6.9251 | 6.9450 | 3.7430 | 6.9493 |
GridDehazeNet[ | 7.8333 | 6.7507 | 5.8489 | 6.9895 | 6.8573 | 7.1365 |
FFA[ | 7.8712 | 6.8781 | 6.8760 | 6.9526 | 5.9472 | 7.0561 |
DEA[ | 7.5575 | 6.7994 | 6.8085 | 6.7805 | 5.7346 | 7.1097 |
Dehazeformer[ | 7.4767 | 6.7259 | 6.8232 | 6.5415 | 5.2726 | 6.7304 |
本文方法 | 7.9027 | 7.3671 | 7.3075 | 6.9529 | 6.3170 | 7.1676 |
表2 真实有雾图像信息熵结果
Table 2 Entropy results for real hazy images
方法 | 图像1 | 图像2 | 图像3 | 图像4 | 图像5 | RTTS(AVG) |
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Hazy Input | 7.6917 | 6.4307 | 6.5791 | 6.9228 | 6.1856 | 6.9489 |
DCP[ | 7.6001 | 6.9115 | 7.1525 | 6.9295 | 5.4454 | 7.0022 |
GCA[ | 7.8471 | 7.2338 | 6.7882 | 6.8145 | 6.0152 | 7.1662 |
AOD-Net[ | 7.8975 | 6.7878 | 7.0389 | 6.9315 | 5.9432 | 6.9831 |
DehazeNet[ | 7.8299 | 7.0504 | 6.9251 | 6.9450 | 3.7430 | 6.9493 |
GridDehazeNet[ | 7.8333 | 6.7507 | 5.8489 | 6.9895 | 6.8573 | 7.1365 |
FFA[ | 7.8712 | 6.8781 | 6.8760 | 6.9526 | 5.9472 | 7.0561 |
DEA[ | 7.5575 | 6.7994 | 6.8085 | 6.7805 | 5.7346 | 7.1097 |
Dehazeformer[ | 7.4767 | 6.7259 | 6.8232 | 6.5415 | 5.2726 | 6.7304 |
本文方法 | 7.9027 | 7.3671 | 7.3075 | 6.9529 | 6.3170 | 7.1676 |
方法 | PSNR | SSIM |
---|---|---|
Baseline | 29.16 | 0.9478 |
Baseline+MFI | 30.09 | 0.9528 |
Baseline+GFP | 31.21 | 0.9543 |
Baseline+MFI+GFP | 34.57 | 0.9675 |
表3 SOTS数据集上消融实验结果
Table 3 Ablation experimental results on SOTS dataset
方法 | PSNR | SSIM |
---|---|---|
Baseline | 29.16 | 0.9478 |
Baseline+MFI | 30.09 | 0.9528 |
Baseline+GFP | 31.21 | 0.9543 |
Baseline+MFI+GFP | 34.57 | 0.9675 |
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