Res-Unet轻量化

时间: 2025-02-10 17:08:54 浏览: 70
### Res-UNet 架构轻量化方法 #### 一、参数剪枝与稀疏化 参数剪枝是一种有效减少模型大小并加速推理的方法。对于Res-UNet而言,可以通过设置阈值来移除绝对值较小的权重连接,从而降低计算复杂度而不显著影响性能[^1]。 #### 二、低秩分解 利用矩阵或张量的低秩近似可以有效地压缩卷积核。具体来说,在Res-UNet中的某些层采用深度可分离卷积替代标准二维卷积操作能够大幅削减乘法次数,进而减轻内存占用和提升运行效率[^2]。 #### 三、知识蒸馏技术的应用 借助教师-学生框架下的迁移学习机制,即让小型的学生网络模仿大型教师网络的行为模式,可以在保持较高精度的同时获得更紧凑高效的模型版本。此过程通常涉及软标签以及潜在特征空间距离最小化的联合训练目标函数设计[^3]。 #### 四、量化感知训练 通过对浮点数类型的权重量化成低位整型(如INT8),不仅可以节省存储资源而且有助于硬件层面更快的数据传输速率。然而需要注意的是,这种转换可能会引入额外误差,因此建议配合微调策略共同实施以确保最终效果不受损。 ```python import torch.nn as nn class LightweightResUNet(nn.Module): def __init__(self, num_classes=2): super(LightweightResUNet, self).__init__() # 使用深度可分离卷积代替传统卷积 self.conv_block = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding='same', groups=3), nn.BatchNorm2d(64), nn.ReLU(inplace=True) ) ... ```
阅读全文

相关推荐

主要模块:文章目录系列文章目录摘要IntroductionRealated workImage RestorationUNetSwinTransformerProposed MethodSUNetshallow feature extaction moduleUNet feature extraction moduleReconstruction moduleLoss functionSwin Transformer blockResizing moule(调整大小模块)Patch mergingDual up-sampleExperimentsImplementation Details(实施细节)Evaluation Metrics(评估指标)Experiment Datasets(实验数据集)Image Denoising Performanceconclusion摘要在本文中我们提出了一种称为SUNet的恢复模型,它使用Swin Transformer层作为我们的基本块,然后应用于UNet架构以进行图像去噪。源代码和预训练模型可在https://github.com/FanChiMao/SUNet获取。Introduction图像复原是一种重要的低级图像处理,可以提高目标检测、图像分割和图像分类等高级视觉任务的性能。 在一般的恢复任务中,损坏的图像 Y 可以表示为:Y = D(X) +n (1)其中 X 是干净的图像,D(.) 表示退化函数,n 表示加性噪声。 一些常见的恢复任务是去噪、去模糊和去块。传统的图像复原方法通常基于算法,称为基于先验或基于模型的方法,例如用于去噪的BM3D、WNNM;反卷积,图像先验用于去模糊。尽管大多数基于卷积神经网络(CNN)的方法都取得了出色的性能,但原始卷积层存在一些问题。首先,卷积核与图像内容无关,使用相同的卷积核来恢复不同的图像区域可能不是最好的解决方案。其次,因为卷积核可以看作是一个小补丁,获取的特征是局部信息,换句话说,当我们进行远程依赖建模时,全局信息会丢失。尽管在一些论文中,他们提出了一些方法来克服这些缺点,如自适应卷积、非局部卷积和全局平均池化等,但直到Swin Transformer的出现。最近,提出了一种基于 transformer 的新主干,称为 Swin Transformer,并在图像分类方面取得了令人印象深刻的性能。 此外,在越来越多的计算机视觉任务中,包括图像分割、目标检测、修复和超分辨率,使用Swin 作为主干的 Transformer 已经超越了基于 CNN 的方法,达到了最先进的水平。 在本文中,我们还将 Swin Transformer 视为我们的主要骨干,并将其集成到称为 SUNet 的 UNet 架构中以进行图像去噪。总的来说,本文的主要贡献可以概括如下:• 我们提出了一种基于图像分割Swin-UNet 模型的Swin Transformer 网络,用于图像去噪。• 我们提出了一种双上采样块架构,它包括亚像素和双线性上采样方法,以防止棋盘伪影。实验结果证明,它比转置卷积的原始上采样更好。• 据我们所知,我们的模型是第一个在去噪中结合Swin Transformer 和UNet 的模型。• 我们在两个用于图像去噪的常用数据集中展示了我们的 SUNet 的竞争结果。Realated work随着硬件(例如 GPU)的快速发展,基于学习的方法在执行速度和性能上都击败了传统的基于模型的方法。 在本节中,我们首先将介绍以前关于去噪的工作。 然后,我们将描述UNet和Swin Transformer的相关工作。Image Restoration如前所述,传统的图像恢复方法基于图像先验或通常称为基于模型的方法的算法,例如自相似性 NL-Means、备用编码和全变分。 这些方法在不适定问题上的性能是可以接受的,但它们有一些缺点,如耗时、计算量大、难以恢复复杂的图像纹理等。与传统的恢复方法相比,基于学习的方法,尤其是卷积神经网络(CNNs),由于其令人印象深刻的性能,已成为包括图像恢复在内的计算机视觉领域的主流。UNet如今,UNet是许多图像处理应用中的知名架构,因为它具有分层特征图以获得丰富的多尺度上下文特征。 此外,它使用编码器和解码器之间的跳跃连接来增强图像的重建过程。 UNet 广泛用于许多计算机视觉任务,如分割、恢复。 此外,它还有各种改进版本,如 Res-UNet、Dense-UNet、Attention UNet和 Non-local UNet。 由于强大的自适应主干,UNet 可以很容易地应用于不同的提取块以提高性能。SwinTransformerTransformer模型在自然语言处理邻域取得了成功,并且与CNN具有竞争优势,尤其是在图像分类方面。然而,直接使用Transformer进行诗句任务的两个主要问题是:1.图像和序列之间的尺度差异较大。Transformer存在建模长序列的缺陷,因为他需要大约一维序列参数的平方倍。2.Transformer不擅长解决密集预测任务,如实例分割,这是一个像素级别的任务。然而,Swin Transformer通过移位窗口以减少参数解决了上述问题,并在许多像素级视觉任务中实现了最先进性能。Proposed MethodSUNet所提出的 Swin Transformer UNet (SUNet) 的架构基于图像分割模型 [19],如图 1 所示。SUNet 由三个模块组成:1)浅层特征提取; 2)UNet特征提取; 3)重建模块。shallow feature extaction module输入一个含噪图像Y ∈ R H × W × 3 Y\in\mathbb{R}^{H\times W\times3}Y∈R H×W×3 ,其中H、W是损坏图像的分辨率。我们使用单个3*3卷积层M S F E ( . ) M_{SFE}(.)M SFE​ (.)来获取输入图像的颜色或纹理等低频信息。浅层特征F s h a l l o w ∈ R H × W × C F_{s h a l l o w}\in\mathbb{R}^{H\times W\times C}F shallow​ ∈R H×W×C 可以表示为:F s h a l l o w = M S F E ( Y ) F_{shallow}=M_{SFE}(Y)F shallow​ =M SFE​ (Y) (2)其中c是浅层特征的通道数,其中我们后面的实验部分都设置为96.

大家在看

recommend-type

FloodRouting:使用python进行洪水常规调度

洪水调洪常规调度计算方法 使用python语言进行洪水常规调度计算。 数据来自汉江某水库的计算值。
recommend-type

Industrial Society and Its Future.pdf

作者:Theodore Kaczyns 卡辛斯基 题名:Industrial Society and Its Future 《论工业社会及其未来》
recommend-type

C语言流程图生成工具

AutoFlowChart 自动生成流程图 AutoFlowchart 是一个极佳的根据源码生成流程图的工具 它生成的流程图支持展开 合拢 并且可以预定义流程图块的大小和间隔 移动和缩放流程图也很方便 你还可以把它导出到WORD文档或BMP文件 它可以帮助程序员更好地理解程序 制作文档和可视化代码 支持C C++ VC++ Visual C++ NET Delphi Object Pascal 主要功能 根据源程序生成流程图 导出流程图到WORD文档中 展开 合拢流程图 自动生成一个 TreeView显示所有函数 过程 同步显示对应块的源程序和流程图 自定义流程图的配色方案 自定义流程图的大小和间距 根据格式自动排列程序 自由缩小 放大 移动流程图 显示程序行号 支持清除当前流程图 导出流程图到 bmp文件 发展前瞻 ① 支持各种语言 已经完成Pascal C 待完成:Java FoxPro Basic Fortan等; ② 支持反向操作 可以动态修改流程图 并可根据流程图生成相应的语言代码; ③ 结合Delphi专家 嵌入IDE直接运行 已经完成详见主页 操作说明 ① 打开一个或多个文件; ② 双击一个If For While Case Repeat Try begin的起始行 你就可以看到流程图; ③ 双击流程图中相应的框 可以同步显示程序块位置;">AutoFlowChart 自动生成流程图 AutoFlowchart 是一个极佳的根据源码生成流程图的工具 它生成的流程图支持展开 合拢 并且可以预定义流程图块的大小和间隔 移动和缩放流程图也很方便 你还可以把它导出到WORD文档或BMP文件 [更多]
recommend-type

dhtmlxGantt_v4.0.0

甘特图(dhtmlxgantt)的资源文件,具体代码请访问https://blog.csdn.net/qq_27339781/article/details/79869584
recommend-type

数字图像处理 冈萨雷斯 第三版 课后答案绝对完整

数字图像处理 冈萨雷斯 第三版 课后答案绝对完整

最新推荐

recommend-type

Twitter平台完整数据压缩包文件下载

资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/22ca96b7bd39 小米手机安装 Twitter 时若出现闪退,多与缺失 OBB 扩展文件有关。Google Play 为突破 APK 体积上限,允许把游戏或大型应用的高清资源打包成 main.<包名>.obb,存于 /Android/obb/ 目录。小米系统因权限或优化策略,可能无法自动放置该文件,导致 Twitter 启动即崩溃。 解决思路: 改用整合 APK 与 OBB 的 XAPK 包,借助 XAPK 安装器一键解压到正确路径; 手动把 obb 文件移至 /Android/obb/com.twitter.android/,确认应用有读写存储权限; 若仍失败,关闭 MIUI 优化、检查剩余空间或更新系统与客户端。 下载 XAPK 时务必选择可信来源,避免恶意软件。
recommend-type

RhinoCode521_qwen2-financial-ner-task_4708_1752501073679.zip

RhinoCode521_qwen2-financial-ner-task_4708_1752501073679
recommend-type

监控6805,大卡驱动、软件

监控6805,大卡驱动、软件。
recommend-type

[10]_DDI3.8SP1_SupportTraining_[DB_Import_Export]_[MC].pptx

[10]_DDI3.8SP1_SupportTraining_[DB_Import_Export]_[MC].pptx
recommend-type

(完整word版)电子商务专业教学计划表.doc

(完整word版)电子商务专业教学计划表.doc
recommend-type

Web2.0新特征图解解析

Web2.0是互联网发展的一个阶段,相对于早期的Web1.0时代,Web2.0具有以下显著特征和知识点: ### Web2.0的定义与特点 1. **用户参与内容生产**: - Web2.0的一个核心特征是用户不再是被动接收信息的消费者,而是成为了内容的生产者。这标志着“读写网络”的开始,用户可以在网络上发布信息、评论、博客、视频等内容。 2. **信息个性化定制**: - Web2.0时代,用户可以根据自己的喜好对信息进行个性化定制,例如通过RSS阅读器订阅感兴趣的新闻源,或者通过社交网络筛选自己感兴趣的话题和内容。 3. **网页技术的革新**: - 随着技术的发展,如Ajax、XML、JSON等技术的出现和应用,使得网页可以更加动态地与用户交互,无需重新加载整个页面即可更新数据,提高了用户体验。 4. **长尾效应**: - 在Web2.0时代,即使是小型或专业化的内容提供者也有机会通过互联网获得关注,这体现了长尾理论,即在网络环境下,非主流的小众产品也有机会与主流产品并存。 5. **社交网络的兴起**: - Web2.0推动了社交网络的发展,如Facebook、Twitter、微博等平台兴起,促进了信息的快速传播和人际交流方式的变革。 6. **开放性和互操作性**: - Web2.0时代倡导开放API(应用程序编程接口),允许不同的网络服务和应用间能够相互通信和共享数据,提高了网络的互操作性。 ### Web2.0的关键技术和应用 1. **博客(Blog)**: - 博客是Web2.0的代表之一,它支持用户以日记形式定期更新内容,并允许其他用户进行评论。 2. **维基(Wiki)**: - 维基是另一种形式的集体协作项目,如维基百科,任何用户都可以编辑网页内容,共同构建一个百科全书。 3. **社交网络服务(Social Networking Services)**: - 社交网络服务如Facebook、Twitter、LinkedIn等,促进了个人和组织之间的社交关系构建和信息分享。 4. **内容聚合器(RSS feeds)**: - RSS技术让用户可以通过阅读器软件快速浏览多个网站更新的内容摘要。 5. **标签(Tags)**: - 用户可以为自己的内容添加标签,便于其他用户搜索和组织信息。 6. **视频分享(Video Sharing)**: - 视频分享网站如YouTube,用户可以上传、分享和评论视频内容。 ### Web2.0与网络营销 1. **内容营销**: - Web2.0为内容营销提供了良好的平台,企业可以通过撰写博客文章、发布视频等内容吸引和维护用户。 2. **社交媒体营销**: - 社交网络的广泛使用,使得企业可以通过社交媒体进行品牌传播、产品推广和客户服务。 3. **口碑营销**: - 用户生成内容、评论和分享在Web2.0时代更易扩散,为口碑营销提供了土壤。 4. **搜索引擎优化(SEO)**: - 随着内容的多样化和个性化,SEO策略也必须适应Web2.0特点,注重社交信号和用户体验。 ### 总结 Web2.0是对互联网发展的一次深刻变革,它不仅仅是一个技术变革,更是人们使用互联网的习惯和方式的变革。Web2.0的时代特征与Web1.0相比,更加注重用户体验、社交互动和信息的个性化定制。这些变化为网络营销提供了新的思路和平台,也对企业的市场策略提出了新的要求。通过理解Web2.0的特点和应用,企业可以更好地适应互联网的发展趋势,实现与用户的深度互动和品牌的有效传播。
recommend-type

【C++编程新手必看】:一步步带你制作出风靡全球的“别踩白块儿”游戏

# 摘要 本文全面介绍C++编程在游戏开发中的应用,涵盖了从基础概念到具体实现的多个方面。首先,文章提供了游戏开发环境的搭建指南,包括编译器配置和开发工具的选择。随后,重点介绍了游戏主循环和基本框架的构建,强调了事件处理和渲染技术。在游戏逻辑和交互设计方面,本文阐述了界面布局、事件响应和游戏状态管理的核心实现。为了提升游戏体验,本文还探讨了添加音效和背景音乐以及开发高级游戏特性的方法。最后,文章介绍了性能优化和跨平台发布的过程,包括游戏的打包和针对不同平台的发布策略。本文旨在为C++游戏开发者提供一个实用的开发指南,帮助他们从零开始构建出性能优化、跨平台兼容的游戏。 # 关键字 C++编程;
recommend-type

使用scikit-learn训练模型来预测鸢尾花种类

<think>我们使用scikit-learn库来训练一个分类模型预测鸢尾花种类。鸢尾花数据集是scikit-learn内置的经典数据集,包含三种鸢尾花的四个特征(花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度)和对应的类别标签。步骤:1.导入必要的库和数据集2.数据探索(可选,但建议了解数据)3.数据预处理(如划分训练集和测试集、标准化等)4.选择模型(例如KNN、随机森林等)5.训练模型6.模型评估7.使用模型进行预测下面以KNN(K近邻)算法为例,展示完整流程。</think>### 使用 scikit-learn 训练鸢尾花分类模型 以下是基于 scikit-learn 训练鸢尾花分类模型的
recommend-type

WWF工作流设计器C#源码解析及演示

### WWF工作流设计器控件C#源码知识点 #### 1. WWF(Windows Workflow Foundation)概述 WWF是微软公司推出的一个工作流框架,作为.NET Framework的一部分。它提供了一套丰富的API,用于设计、执行和管理工作流。工作流可以用于各种应用程序,包括Web应用、服务和桌面应用,使得开发者能够将复杂的业务逻辑以工作流的形式表现出来,简化业务流程自动化和管理。 #### 2. 工作流设计器控件(Workflow Designer Control) 工作流设计器控件是WWF中的一个组件,主要用于提供可视化设计工作流的能力。它允许用户通过拖放的方式在界面上添加、配置和连接工作流活动,从而构建出复杂的工作流应用。控件的使用大大降低了工作流设计的难度,并使得设计工作流变得直观和用户友好。 #### 3. C#源码分析 在提供的文件描述中提到了两个工程项目,它们均使用C#编写。下面分别对这两个工程进行介绍: - **WorkflowDesignerControl** - 该工程是工作流设计器控件的核心实现。它封装了设计工作流所需的用户界面和逻辑代码。开发者可以在自己的应用程序中嵌入这个控件,为最终用户提供一个设计工作流的界面。 - 重点分析:控件如何加载和显示不同的工作流活动、控件如何响应用户的交互、控件状态的保存和加载机制等。 - **WorkflowDesignerExample** - 这个工程是演示如何使用WorkflowDesignerControl的示例项目。它不仅展示了如何在用户界面中嵌入工作流设计器控件,还展示了如何处理用户的交互事件,比如如何在设计完工作流后进行保存、加载或执行等。 - 重点分析:实例程序如何响应工作流设计师的用户操作、示例程序中可能包含的事件处理逻辑、以及工作流的实例化和运行等。 #### 4. 使用Visual Studio 2008编译 文件描述中提到使用Visual Studio 2008进行编译通过。Visual Studio 2008是微软在2008年发布的集成开发环境,它支持.NET Framework 3.5,而WWF正是作为.NET 3.5的一部分。开发者需要使用Visual Studio 2008(或更新版本)来加载和编译这些代码,确保所有必要的项目引用、依赖和.NET 3.5的特性均得到支持。 #### 5. 关键技术点 - **工作流活动(Workflow Activities)**:WWF中的工作流由一系列的活动组成,每个活动代表了一个可以执行的工作单元。在工作流设计器控件中,需要能够显示和操作这些活动。 - **活动编辑(Activity Editing)**:能够编辑活动的属性是工作流设计器控件的重要功能,这对于构建复杂的工作流逻辑至关重要。 - **状态管理(State Management)**:工作流设计过程中可能涉及保存和加载状态,例如保存当前的工作流设计、加载已保存的工作流设计等。 - **事件处理(Event Handling)**:处理用户交互事件,例如拖放活动到设计面板、双击活动编辑属性等。 #### 6. 文件名称列表解释 - **WorkflowDesignerControl.sln**:解决方案文件,包含了WorkflowDesignerControl和WorkflowDesignerExample两个项目。 - **WorkflowDesignerControl.suo**:Visual Studio解决方案用户选项文件,该文件包含了开发者特有的个性化设置,比如窗口布局、断点位置等。 - **Thumbs.db**:缩略图缓存文件,由Windows自动生成,用于存储文件夹中的图片缩略图,与WWF工作流设计器控件功能无关。 - **WorkflowDesignerExample**:可能是一个文件夹,包含了示例工程相关的所有文件,或者是示例工程的可执行文件。 - **EULA.txt**:最终用户许可协议文本文件,通常说明了软件的版权和使用许可条件。 综上所述,该文件集包含了WWF工作流设计器控件的完整C#源码以及相应的Visual Studio项目文件,开发者可以利用这些资源深入理解WWF工作流设计器控件的工作机制,并将其应用于实际的项目开发中,实现工作流的设计和管理功能。
recommend-type

CAD数据在ANSA中:完美修复几何数据的策略与方法

# 摘要 CAD数据的准确性和几何完整性对于产品设计和工程分析至关重要。本文首先强调了CAD数据和几何修复的重要性,随后介绍了ANSA软件在处理CAD数据中的角色。通过详细的分析,本文探讨了几何数据的常见问题,以及有效的手动和自动修复技术。文中还提供了几何修复在实际应用中的案例分析,并讨论了行业未来对几何修复技术的需求和新兴技术趋势。文章旨在为CAD数据几何修复提供全面的理论知识、诊断方法和修复策略,并