Acta Armamentarii ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (4): 1070-1081.doi: 10.12382/bgxb.2022.0957
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WANG Yongzhen1, TONG Ming1, YAN Xuefeng1,2,*(), WEI Mingqiang1
Received:
2022-10-21
Online:
2024-04-30
Contact:
YAN Xuefeng
CLC Number:
WANG Yongzhen, TONG Ming, YAN Xuefeng, WEI Mingqiang. Transformer-CNN-based Multi-feature Aggregation Algorithm for Real Battlefield Image Dehazing[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(4): 1070-1081.
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参数 | 数值 |
---|---|
块的数量 | [8,8,8,4,4] |
字向量维度 | [24,48,96,48,24] |
MLP缩放比例 | [2,4,4,2,2] |
多头自注意力比重 | [1/4,1/2,3/4,0,0] |
注意力机制头个数 | [2,4,6,1,1] |
卷积类型 | 深度可分离卷积 |
Table 1 Detailed structural parameters of Dehazeformer net module
参数 | 数值 |
---|---|
块的数量 | [8,8,8,4,4] |
字向量维度 | [24,48,96,48,24] |
MLP缩放比例 | [2,4,4,2,2] |
多头自注意力比重 | [1/4,1/2,3/4,0,0] |
注意力机制头个数 | [2,4,6,1,1] |
卷积类型 | 深度可分离卷积 |
数据集 | AuthESI↓ | NIQE↓ | FADE↑ |
---|---|---|---|
OTS | 2.7348 | 3.4295 | |
SOTS | 3.8320 | 1.8489 | |
HSTS | 3.4900 | 1.6106 | |
本文数据集 | 3.1736 | 3.2790 | 1.9490 |
Table 3 Quantitative evaluation and comparison of the quality of battlefield hazy datasets
数据集 | AuthESI↓ | NIQE↓ | FADE↑ |
---|---|---|---|
OTS | 2.7348 | 3.4295 | |
SOTS | 3.8320 | 1.8489 | |
HSTS | 3.4900 | 1.6106 | |
本文数据集 | 3.1736 | 3.2790 | 1.9490 |
去雾算法 | PSNR/dB↑ | SSIM↑ | CIEDE2000↓ |
---|---|---|---|
DCP算法 | 17.0833 | 0.8667 | 11.3986 |
AOD-Net算法 | 23.1935 | 0.9094 | 6.0887 |
GCA-Net算法 | 21.2835 | 0.9162 | 7.6218 |
LD-Net算法 | 24.5415 | 0.9222 | 5.7080 |
SGID-PFF算法 | 26.1124 | 0.8946 | 4.5316 |
Semi_dehazing算法 | 24.4518 | 0.9307 | 5.0534 |
YOLY算法 | 19.6918 | 0.8136 | 8.7296 |
PSD算法 | 18.0533 | 0.7902 | 10.5273 |
本文算法 | 31.7481 | 0.9663 | 2.5933 |
Table 4 Quantitative comparison of different dehazing algorithms on synthetic battlefield hazy datasets
去雾算法 | PSNR/dB↑ | SSIM↑ | CIEDE2000↓ |
---|---|---|---|
DCP算法 | 17.0833 | 0.8667 | 11.3986 |
AOD-Net算法 | 23.1935 | 0.9094 | 6.0887 |
GCA-Net算法 | 21.2835 | 0.9162 | 7.6218 |
LD-Net算法 | 24.5415 | 0.9222 | 5.7080 |
SGID-PFF算法 | 26.1124 | 0.8946 | 4.5316 |
Semi_dehazing算法 | 24.4518 | 0.9307 | 5.0534 |
YOLY算法 | 19.6918 | 0.8136 | 8.7296 |
PSD算法 | 18.0533 | 0.7902 | 10.5273 |
本文算法 | 31.7481 | 0.9663 | 2.5933 |
去雾算法 | BRISQUE↓ | σ↓ | HCC↑ |
---|---|---|---|
DCP | 29.3997 | 0.0068 | 0.0213 |
AOD-Net | 33.2429 | 0.0719 | 0.1205 |
GCA-Net | 28.8034 | 0.0228 | 0.2518 |
LD-Net | 30.6247 | 0.0585 | 0.1830 |
SGID-PFF | 44.6840 | 0.3524 | 0.0333 |
Semi_dehazing | 0.0279 | 0.3514 | |
YOLY | 39.0062 | 0.0632 | 0.2159 |
PSD | 31.8752 | 0.0310 | |
本文算法 | 28.6583 | 0.5940 |
Table 7 Quantitative comparison of different dehazing algorithms on real battlefield hazy datasets
去雾算法 | BRISQUE↓ | σ↓ | HCC↑ |
---|---|---|---|
DCP | 29.3997 | 0.0068 | 0.0213 |
AOD-Net | 33.2429 | 0.0719 | 0.1205 |
GCA-Net | 28.8034 | 0.0228 | 0.2518 |
LD-Net | 30.6247 | 0.0585 | 0.1830 |
SGID-PFF | 44.6840 | 0.3524 | 0.0333 |
Semi_dehazing | 0.0279 | 0.3514 | |
YOLY | 39.0062 | 0.0632 | 0.2159 |
PSD | 31.8752 | 0.0310 | |
本文算法 | 28.6583 | 0.5940 |
模块 | Base模型 | V1模型 | V2模型 | V3模型 |
---|---|---|---|---|
MixDehazeBlock | × | √ | × | √ |
CNN分支网络 | × | × | √ | √ |
指标 | Base模型 | V1模型 | V2模型 | V3模型 |
PSNR/dB↑ | 28.11 | 30.78 | 30.87 | 31.75 |
SSIM↑ | 0.945 | 0.962 | 0.960 | 0.966 |
CIEDE2000↓ | 3.332 | 2.846 | 2.900 | 2.593 |
Table 8 Ablation experiments of deep estimation network module and residual learning module
模块 | Base模型 | V1模型 | V2模型 | V3模型 |
---|---|---|---|---|
MixDehazeBlock | × | √ | × | √ |
CNN分支网络 | × | × | √ | √ |
指标 | Base模型 | V1模型 | V2模型 | V3模型 |
PSNR/dB↑ | 28.11 | 30.78 | 30.87 | 31.75 |
SSIM↑ | 0.945 | 0.962 | 0.960 | 0.966 |
CIEDE2000↓ | 3.332 | 2.846 | 2.900 | 2.593 |
损失函数 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
---|---|---|---|---|---|---|
L1 loss | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
GAN loss | × | √ | √ | √ | √ | √ |
color loss | × | × | √ | √ | √ | √ |
Identity loss | × | × | × | √ | √ | √ |
DCLoss | × | × | × | × | √ | √ |
TVLoss | × | × | × | × | × | √ |
指标 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
PSNR/dB↑ | 29.75 | 29.91 | 31.22 | 31.08 | 31.68 | 31.75 |
SSIM↑ | 0.961 | 0.963 | 0.962 | 0.963 | 0.966 | 0.966 |
CIEDE2000↓ | 3.231 | 3.144 | 2.822 | 2.838 | 2.649 | 2.593 |
Table 9 Ablation result of each loss
损失函数 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
---|---|---|---|---|---|---|
L1 loss | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
GAN loss | × | √ | √ | √ | √ | √ |
color loss | × | × | √ | √ | √ | √ |
Identity loss | × | × | × | √ | √ | √ |
DCLoss | × | × | × | × | √ | √ |
TVLoss | × | × | × | × | × | √ |
指标 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
PSNR/dB↑ | 29.75 | 29.91 | 31.22 | 31.08 | 31.68 | 31.75 |
SSIM↑ | 0.961 | 0.963 | 0.962 | 0.963 | 0.966 | 0.966 |
CIEDE2000↓ | 3.231 | 3.144 | 2.822 | 2.838 | 2.649 | 2.593 |
真实含雾 图像数量 | 合成含雾数据集 | 真实战场含雾数据集 | ||
---|---|---|---|---|
PSNR | SSIM | BRISQUE | σ | |
0 | 31.746 | 0.9643 | 29.9008 | 0.0128 |
300 | 31.902 | 0.9638 | 0.0107 | |
450 | 30.535 | 28.7711 | ||
900 | 0.9663 | 28.6583 | 0.0084 |
Table 10 Ablation experiments of different numbers of real battlefield images
真实含雾 图像数量 | 合成含雾数据集 | 真实战场含雾数据集 | ||
---|---|---|---|---|
PSNR | SSIM | BRISQUE | σ | |
0 | 31.746 | 0.9643 | 29.9008 | 0.0128 |
300 | 31.902 | 0.9638 | 0.0107 | |
450 | 30.535 | 28.7711 | ||
900 | 0.9663 | 28.6583 | 0.0084 |
去雾算法 | 计算平台 | 平均运行时间/s |
---|---|---|
DCP算法 | CPU | 1.1720 |
AOD-Net算法 | GPU | 0.1225 |
GCA-Net算法 | GPU | 0.1607 |
Semi_dehazing算法 | GPU | 0.7018 |
YOLY算法 | GPU | 40.5547 |
PSD算法 | GPU | 0.4212 |
本文算法 | GPU | 0.3219 |
Table 11 Comparison of running time of different dehazing algorithms
去雾算法 | 计算平台 | 平均运行时间/s |
---|---|---|
DCP算法 | CPU | 1.1720 |
AOD-Net算法 | GPU | 0.1225 |
GCA-Net算法 | GPU | 0.1607 |
Semi_dehazing算法 | GPU | 0.7018 |
YOLY算法 | GPU | 40.5547 |
PSD算法 | GPU | 0.4212 |
本文算法 | GPU | 0.3219 |
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doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.07.012 |
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