基于GAN网络的红外图像生成技术*
2021-11-24潘敏婷方云升陈寰王清峰钱久超朱肖光刘佩林
潘敏婷,方云升,陈寰,王清峰,钱久超,朱肖光,刘佩林
(1.上海交通大学 类脑智能应用技术研究中心·上海·201109;2.上海航天控制技术研究所·上海·201109)
0 引 言
随着计算机视觉技术的发展,目标检测的应用范围越来越广泛。在制导武器上搭载基于人工智能的目标识别智能处理器,可以更加快速、便捷地锁定目标。在军事安全领域,红外成像尤为重要。相较于可见光成像,红外成像具有隐蔽性好、抗干扰能力强、可昼夜工作等优势。因此,在红外图像上应用目标检测技术,可以极大地提高识别系统的准确率。在人工智能中,神经网络往往需要大量的数据进行训练,不充足的数据会导致网络的拟合能力较差。面对由红外图像难以采集而造成的数据量较少的问题,采用基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)的红外图像生成方法进行红外数据集的扩充,可生成复杂多样的红外样本训练网络模型,以提高网络的适应性和泛化性。
针对传统生成式模型中训练过程和数据生成过程效率较低的局限,Goodfellow等[1]人在2014年提出了GAN,通过输入随机噪声来生成图像,但生成的样本的类别是不确定的。换言之,无法控制模型生成特定类别的样本。为了解决这个问题,Mirza等[2]提出了条件生成式对抗网络(conditional GAN,cGAN)。cGAN在朴素GAN的基础上将条件变量y与噪音矢量z同时输入至生成器G(Generator)中。在判别器D(Discriminator)中,真实样本x和条件变量y同时作为判别函数的输入,可有效控制样本特定类别的生成。
GAN网络的输入,不仅可以是随机噪声,还可以是图片,可用于处理图像到图像的转换任务[3-5]。……
