计算机集成制造系统2024,Vol.30Issue(10) :3578-3587.DOI:10.13196/j.cims.2023.0199

基于多层级金字塔信息融合的曝光矫正方法

Exposure correction method based on multi-level pyramid information fusion

吴文江 刘信君 郑飂默 王诗宇 孙树杰
计算机集成制造系统2024,Vol.30Issue(10) :3578-3587.DOI:10.13196/j.cims.2023.0199

基于多层级金字塔信息融合的曝光矫正方法

Exposure correction method based on multi-level pyramid information fusion

吴文江 1刘信君 2郑飂默 1王诗宇 1孙树杰3
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作者信息

  • 1. 中国科学院沈阳计算技术研究所,辽宁 沈阳 110168;沈阳中科数控技术股份有限公司,辽宁 沈阳 110168
  • 2. 中国科学院沈阳计算技术研究所,辽宁 沈阳 110168;中国科学院大学,北京 100049
  • 3. 烟台大学机电汽车工程学院,山东 烟台 264005
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摘要

针对图像曝光不足和曝光过度的问题,设计了基于拉普拉斯金字塔结构的多层级信息融合曝光矫正网络,该网络每个层级的矫正模块采用类U-Net的编码器-解码器架构.为了提高矫正模块的特征提取能力并减少模型参数量,设计了基于ConvNeXt-tiny的多尺度卷积编码器作为基本特征提取单元.针对图像上采样过程中可能出现的棋盘格伪影问题,提出一种基于双线性插值和亚像素卷积的双路上采样模块.通过定量和定性验证,在大规模曝光矫正数据集上均取得较好的结果.定位销定位实验显示,在不同对比度阈值下,应用该网络进行图像增强显著提升了特征可重复性、定位精度和稳定性.

Abstract

To address underexposure and overexposure in images,a multi-level information fusion exposure correction network based on the Laplacian pyramid structure was developed.Each network level adopted a U-Net-like encoder-decoder architecture in its correction module.A multi-scale convolutional encoder based on ConvNeXt-tiny was designed as the primary feature extraction unit to enhance feature extraction ability while reducing the mod-el's parameter count.To tackle the issue of checkerboard artifacts arising during image up-sampling,a dual-path up-sampling module combining bilinear interpolation and sub-pixel convolution was proposed.The network demonstrated effective results in both quantitative and qualitative validations on a large-scale exposure correction dataset.Dowel positioning experiments showed significant improvements in feature repeatability,positioning accura-cy,and stability at varying contrast thresholds when the network was applied to image enhancement.

关键词

信息融合/曝光矫正/多尺度卷积编码器/双路上采样

Key words

information fusion/exposure correction/multi-scale convolutional encoder/dual-path up-sampling

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(62002308)

沈阳市中青年科技创新人才支持计划资助项目(RC210488)

烟台市科技创新发展计划资助项目(2022JCYJ036)

辽宁省博士科研启动基金计划资助项目(2023-BS-214)

出版年

2024
计算机集成制造系统
中国兵器工业集团第210研究所

计算机集成制造系统

CSTPCD北大核心
影响因子:1.092
ISSN:1006-5911
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