[发明专利]一种基于生成对抗网络的图像形状变换方法

权利要求书

1.一种基于生成对抗网络的图像形状变换方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、生成待变换图像的分割掩码；

S2、构建生成器和判别器，并通过生成器和判别器构建生成对抗网络；

S3、构建损失函数；

S4、根据损失函数并以梯度下降法训练生成对抗网络；

S5、将待变换图像的分割掩码输入至训练后的生成对抗网络，得到图形形状变换结果；

所述步骤S3中损失函数具体为：

其中，表示对抗损失函数，表示循环一直性损失函数，表示认证损失函数，表示上下文保存损失函数，表示特征相似度损失函数，λ_adv、λ_cyc、λ_idt、λ_ctx和λ_fs分别表示和在损失函数中所占权重；

所述对抗损失函数具体为：

其中，D_X(x,m_x)表示判别器D_X对原始域图片x及其分割掩码m_x的判别输出，D_X(G_YX(y,m_y))表示判别器D_X对原始域生成图片及其分割掩码G_YX(y,m_y)的判别输出，G_YX(y,m_y)表示目标域图片y及其分割掩码m_y经过生成器G_YX生成的原始域生成图片及其掩码，D_Y(y,m_y)表示判别器D_Y对目标域图片y及其分割掩码m_y的判别输出，D_Y(G_XY(x,m_x))表示判别器D_Y对目标域生成图片及其分割掩码G_XY(x,m_x)的判别输出，G_XY(x,m_x)表示原始域图片x及其分割掩码m_x经生成器G_XY生成的目标域生成图片及其分割掩码；

所述循环一直性损失函数具体为：

其中，G_YX(G_XY(x,m_x))表示G_XY(x,m_x)经过生成器G_YX生成的原始域生成图像及其分割掩码，G_XY(G_YX(y,m_y))表示G_YX(y,m_y)经过生成器G_XY生成的目标域生成图像及其分割掩码，||*||₁表示1-范数；

所述认证损失函数具体为：

其中，G_XY(y,m_y)表示原始域图片x及其分割掩码m_x输入生成器G_XY后得到的第一目标域生成图片y的分割掩码，G_YX(x,m_x)表示目标域图片y及其分割掩码m_y输入生成器G_YX得到的第二原始域生成图片x'分割掩码；

所述上下文保存损失函数具体为：

其中，ω(m_x,m'_y)表示通过分割掩码m_x和m'_y，使用一减去二进制表示的对象掩码中元素最小值；ω(m_y,m'_x)表示过分割掩码m_y和m'_x，使用一减去二进制表示的对象掩码中元素最小值；y'表示原始域图片x经生成器G_XY生成的目标域生成图片，x'表示目标域图片y及其分割掩码m_y经过生成器G_YX生成的原始域生成图片；

所述特征相似度损失函数具体为：

其中，FS(y,y')表示图像y与图像y'之间的相似度，表示与图像y'的特征j最相似的图像y的特征i；N表示图像y的特征总数，其与图像y'的特征总数相同；h表示带宽参数，表示从距离d_ij移动到W_ij的指数化运算，d_ij表示归一化后的相似度距离，W_ij表示相似性，表示归一化相似性，ω_ik表示第k个W_ij的相似性值。