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老旧黑白片修复机——使用卷积神经网络图像自动着色实战(原文附PyTorch代码)

人工智能和深度学习技术逐渐在各行各业中发挥着作用,尤其是在计算机视觉领域,深度学习就像继承了某些上帝的功能,无所不能,令人叹为观止。照片承载了很多人在某个时刻的记忆,尤其是一些老旧的黑白照片,尘封于脑海之中,随着时间的流逝,记忆中对当时颜色的印象也会慢慢消散,这确实有些可惜。但随着科技的发展,这些已不再是比较难的问题。在这篇文章中,将带领大家领略一番深度学习的强大能力——将灰度图像转换为彩色图像。文章使用PyTorch从头开始构建一个机器学习模型,自动将灰度图像转换为彩色图像,并且给出了相应代码及图像效果图。整篇文章都是通过iPython Notebook中实现,对性能的要求不高,读者们可以自行动手实践一下在各自的计算机上运行下,亲身体验下深度学习神奇的效果吧。 PS:不仅能够对旧图像进行着色,还可以对视频(每次对视频进行一帧处理)进行着色哦!闲话少叙,下面直接进入正题吧。

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使用拓扑数据分析理解卷积神经网络模型的工作过程

神经网络在各种数据方面处理上已经取得了很大的成功,包括图像、文本、时间序列等。然而,学术界或工业界都面临的一个问题是,不能以任何细节来理解其工作的过程,只能通过实验来检测其效果,而无法做出合理的解释。相关问题是对特定数据集经常存在某种过拟合现象,这会导致对抗行为的可能性。出于这些原因,开发用于发展对神经网络的内部状态的一些理解的方法是非常值得尝试的。由于网络中神经元的数量非常庞大,这成为使得对其进行数据分析显得比较困难,尤其是对于无监督数据分析。 在这篇文章中,将讨论如何使用拓扑数据分析来深入了解卷积神经网络(CNN)的工作过程。本文所举示例完全来自对图像数据集进行训练的网络,但我们确信拓扑建模可以很容易地解释许多其他领域卷积网络的工作过程。 首先,对于神经网络而言,一般是由节点和有向边组成。一些节点被指定为输入节点,其他节点被指定为输出节点,其余节点被指定为内部节点。输入节点是数据集的特征。例如,在处理图像时,输入节点将是特定图像格式的像素。在文本分析时,它又可能是单词。假设给定一个数据集和一个分类问题,比如手写数字MNIST数据集,试图将每个图像分类为数字0到9中的某一个数字。网络的每个节点对应于一个变量值(激活值)。因此,每个数据点为神经网络中的每个内部和输出节点生成值。网络每个节点的值由分配给每个边的权重系统决定。节点节点Z上的值由与之连接的节点A,B,C,D节点的激活函数来确定。

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哈工程研究人员设计一种AI算法,可以对水下照片进行除雾和着色

我们现在看到的水下图像都是模糊并且失真,这是因为光衰减和反向散射等现象会对可见度产生不利影响。为了解决这个问题,许多研究人员与学者都做出了努力,Cambride Consultants的DeepRay利用在100000个静止图像数据集上训练的GAN来消除由不透明玻璃板引起的失真,并且开源DeOldify项目采用了包括GAN在内的一系列AI模型来对旧图像和胶片进行着色和还原。在9月微软亚洲研究中心的科学家详细介绍了用于自动视频着色的端到端系统。去年,Nvidia的研究人员描述了一种框架,该框架仅可以从一个着色和带注释的视频帧中推断出颜色。并于6月推出了 Google AI 一种无需人工监督就能为灰度视频着色的算法。

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