融合FPN与SFB的Swin Transformer图像去噪网络
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辽宁省教育厅重点基金(LJYL049)


Image Denoising Network Combining Feature Pyramid Network and Spatial Frequency Block Based on Swin Transformer
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    摘要:

    为了提升图像去噪网络对局部与全局信息的捕捉能力, 本文提出一种基于特征金字塔网络(feature pyramid network, FPN)和空间频率块(spatial frequency block, SFB)的Swin Transformer图像去噪网络(SwinFPSFNet). 该网络由3个阶段组成: 在浅层特征提取阶段, 设计了特征金字塔网络以增强局部特征提取能力; 在深层特征提取阶段, 结合快速傅里叶卷积(fast Fourier convolution, FFC)设计空间频率块, 用于同时捕捉全局与局部信息; 最后, 通过聚合浅层与深层特征, 进一步增强网络去噪能力. 此外, 本文构建了一种高斯噪声退化模型并结合多种数据增强策略, 以提升网络的泛化能力. 在CBSD68、Kodak24和Urban100数据集上的实验结果表明, 与当前主流去噪方法如BM3D、DnCNN、FFDNet、SwinIR等相比, SwinFPSFNet能够兼顾局部与全局信息, 在噪声抑制和保留图像细节方面表现出显著优势.

    Abstract:

    To enhance the capability of capturing both local and global information in image denoising, a Swin Transformer-based image denoising network (SwinFPSFNet) is proposed by integrating a feature pyramid network (FPN) and a spatial frequency block (SFB). The proposed network consists of three stages. In the shallow feature extraction stage, a feature pyramid network is employed to strengthen local feature representation. In the deep feature extraction stage, a spatial frequency block incorporating fast Fourier convolution (FFC) is introduced to simultaneously capture global and local features. Finally, the denoising performance is further enhanced by aggregating shallow and deep features. In addition, a Gaussian noise degradation model is constructed, and various data augmentation strategies are applied to enhance the generalization ability. Experimental results on the CBSD68, Kodak24, and Urban100 datasets demonstrate that, compared to main stream denoising methods such as BM3D, DnCNN, FFDNet, and SwinIR, SwinFPSFNet achieves a superior balance between noise suppression and detail preservation by effectively leveraging both local and global information.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

袁姮,华乾勇.融合FPN与SFB的Swin Transformer图像去噪网络.计算机系统应用,2025,34(10):32-43

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  • 收稿日期:2025-03-05
  • 最后修改日期:2025-03-28
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  • 在线发布日期: 2025-09-03
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