计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(4) :930-946.DOI:10.7544/issn1000-1239.202220039

基于自相似与对比学习的图像跨域转换算法

Image Cross-Domain Translation Algorithm Based on Self-Similarity and Contrastive Learning

赵磊 张慧铭 邢卫 林志洁 林怀忠 鲁东明 潘洵 许端清
计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(4) :930-946.DOI:10.7544/issn1000-1239.202220039

基于自相似与对比学习的图像跨域转换算法

Image Cross-Domain Translation Algorithm Based on Self-Similarity and Contrastive Learning

赵磊 1张慧铭 1邢卫 1林志洁 2林怀忠 1鲁东明 1潘洵 3许端清1
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作者信息

  • 1. 浙江大学计算机科学与技术学院 杭州 310027
  • 2. 浙江科技学院信息与电子工程学院 杭州 310023
  • 3. 浙江大学外语学院 杭州 310027
  • 折叠

摘要

图像跨域转换,又称图像翻译,是一种旨在将源域的图像转换为目标域的图像的技术,具体来说是使生成图像在保持源域图像的结构(轮廓、姿态等)的同时具有目标域图像的风格(纹理、颜色等).图像跨域转换技术在视觉领域有着广泛的应用,如照片编辑和视频特效制作.近年来,该技术在深度学习尤其是生成对抗网络的基础上得到了飞速发展,也取得了令人印象深刻的结果,但是迁移后的生成图像仍然存在颜色模式坍塌、内容结构无法保持等问题,针对这些问题,提出了一种基于自相似性与对比学习的图像跨域转换算法.该算法利用预先训练的深度神经网络模型提取图像的内容特征和风格特征,将感知损失和基于自相似性的损失作为图像内容损失函数,同时使用一种宽松的最优传输损失和基于矩匹配计算的损失作为图像风格损失函数对提出的神经网络进行训练,并通过将生成图像和目标域图像标记为正样本对,将生成图像和源域标记为负样本进行对比学习.在4个数据集上对提出的算法进行了实验验证,结果表明提出的算法在生成的结果图像上较好地保持了源域图像的内容结构,同时减少颜色的模式坍塌,且使生成的图像风格与引导图像的风格更加一致.

关键词

跨域图像转换/自相似/比对学习/颜色模式坍塌/风格迁移

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基金项目

国家重点研发计划(2020YFC1522704)

国家自然科学基金(62172365)

浙江省自然科学基金(LY21F02005)

浙江省自然科学基金(LY19F020049)

国家社科基金重大项目(19ZDA197)

浙江省文物保护科技项目(2019011)

浙江省尖兵计划(2022C01222)

石窟寺文物数字化保护国家文物局重点科研基地项目()

浙江大学教育部脑与脑机融合前沿科学中心项目(2021008)

出版年

2023
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
参考文献量49
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