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专利号: 2019108705075
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多生成多对抗的哈希码与图像双向转换方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、输入原始图像,通过深度哈希网络将输入图像编码为紧凑二进制哈希码,即二进制代码中只有‑1和+1两种表示,所述深度哈希网络将原始图像编码为二进制哈希码时,利用监督流形相似度来减少相似样本之间的海明距离,同时增大非相似样本之间的海明距离;

步骤2、输入二进制哈希码,通过逆哈希网络将紧凑的二进制哈希码解码为原始图像;

逆哈希网络将二进制哈希码解码为原始图像时,引入位平衡项,使得哈希码近似服从泊松分布,拟合真实数据分布;在逆哈希生成过程中,引入内容保真;

步骤3、在原始图像和哈希码之间构建对抗损失,实现哈希码和图像之间的双向转换;

所述步骤1中,通过深度哈希网络将原始图像编码为二进制哈希码,具体表示为:其中,G,D,F和C分别表示生成网络,判别网络,哈希网络和分类网络, 表示期望,sij表示数据点之间的监督流形相似度、J(F,G,D,C)表示包含4个网络的目标函数,β是权重系数,x是生成目标,S表示监督流形相似度矩阵;

为了简化表达,可以将上式划分为两个部分:哈希编码和哈希解码,引入位平衡项γ表示用于衡量位平衡项在整个目标函数中的权重;在哈希编码过程中使得哈希码服从泊松分布,然后通过理论验证,服从泊松分布的数据能够用来初始化生成分布并拟合真实数据,哈希编码表示为:其中, 表示位平衡项,用来平衡哈希码中‑1和+1的个数,wij表示处理数据不平衡问题的权重、LF表示哈希函数损失、α表示用于衡量位量化损失在整个目标函数中的权重、hi表示第i个哈希码、N分别表示数据样本的大小,表示哈希码hi和hj之间的内积;

解码过程可以表示为:

其中, 表示期望,Ph表示哈希分布,Pr表示哈希分布,h表示对应的哈希码;

所述步骤1利用监督流形相似度,在减少相似样本之间海明距离的同时,增加非相似样本之间的海明距离,监督流形相似度表示为:SM=Spo⊙Spa

其中,Spo和Spa分别表示点对相似度量矩阵和成对相似度量矩阵,⊙表示元素对之间的点乘。

2.根据权利要求1所述的一种基于多生成多对抗的哈希码与图像双向转换方法,其特征在于,所述步骤2构建逆哈希网络具体包括:构建哈希码与图像之间的内容保真,并且较少对抗损失在优化过程中的权重,θg表示生成网络G的参数,LG表示生成网络的损失。

3.根据权利要求2所述的一种基于多生成多对抗的哈希码与图像双向转换方法,其特征在于,在原始图像和哈希码之间构建条件对抗损失,通过计算损失并反向传播梯度,表示为: 代码实现过程中,通过批处理方法,算出损失,然后将损失输入到优化器中,最后封装好的模型根据自动求导梯度并向前传播,使得网络的输出与输入的流形空间保持相似,表示为:θd表示判别网络D的参数、

LD表示判别网络的损失。

4.根据权利要求3所述的一种基于多生成多对抗的哈希码与图像双向转换方法,其特征在于,通过循环一致性策略,在提出的多生成多对抗框架下,实现哈希码和图像之间的双向转换,循环一致性策略指的是,网络A将数据A转化为B,网络B将数据B转化为A’,循环一致性策略则保证A和A’之间的差距最小,具体表示为: