计算机应用

作者：李慧, 贾炳志, 王晨曦, 董子宇, 李纪龙, 仲兆满, 陈艳艳

单位：江苏海洋大学 计算机工程学院，江苏 连云港 222005

关键词：水下图像增强,Swin Transformer,生成对抗网络,多头自注意力机制,马尔可夫判别器

基金：国家自然科学基金资助项目(72174079);连云港市第六期“521”项目(LYG06521202351);连云港市科技计划项目(CG2325)

针对水下图像对比度低、噪声大和存在色彩偏差等问题，以生成对抗网络（GAN）为核心框架，提出一种基于Swin Transformer的生成对抗网络水下图像增强模型SwinGAN（GAN based on Swin Transformer）。首先，生成网络部分遵循编码器-瓶颈层-解码器的结构设计，在瓶颈层将输入的特征图分割成多个不重叠的局部窗口；其次，引入双路窗口多头自注意力机制（DWMSA），在加强捕获全局信息和长距离依赖关系的同时，增强局部注意力；最后，在解码器中将下采样后的特征图经过多个上采样窗口重新组合成原始尺寸的特征图，判别网络则采用马尔可夫判别器。实验结果表明，与URSCT-SESR模型相比，在UFO-120数据集上，SwinGAN的峰值信噪比（PSNR）提升了0.837 2 dB，结构相似度（SSIM）提高了0.003 6；在EUVP-515数据集上，SwinGAN的PSNR提升了0.843 9 dB，SSIM提高了0.005 1，水下图像质量评价指标（UIQM）增加了0.112 4，水下彩色图像质量评估指标（UCIQE）略有上升，增加了0.001 0。可见，SwinGAN的主观评价以及客观评价指标都表现出色，在改善水下图像的色彩偏差问题上取得了不错的效果。

来源：2025年第5期

《计算机应用》期刊编辑部

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