論文の概要: Perception-Distortion Balanced Super-Resolution: A Multi-Objective Optimization Perspective

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15408v2
• Date: Tue, 24 Sep 2024 08:23:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-09 09:05:28.600488
• Title: Perception-Distortion Balanced Super-Resolution: A Multi-Objective Optimization Perspective
• Title（参考訳）: 知覚歪バランス型超解法:多目的最適化の展望
• Authors: Lingchen Sun, Jie Liang, Shuaizheng Liu, Hongwei Yong, Lei Zhang,
• Abstract要約: 超解像(SR)のような画像復元作業における高知覚品質と低歪み度は重要な目標である 現在の勾配に基づく手法は、矛盾する損失の逆勾配方向のため、これらの目的のバランスをとるのが難しい。 本稿では、多目的最適化問題としてSRの知覚歪トレードオフを定式化し、勾配自由進化アルゴリズム(EA)と勾配ベースAdamを統合することにより、新しいアルゴリズムを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.762410459930006
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High perceptual quality and low distortion degree are two important goals in image restoration tasks such as super-resolution (SR). Most of the existing SR methods aim to achieve these goals by minimizing the corresponding yet conflicting losses, such as the $\ell_1$ loss and the adversarial loss. Unfortunately, the commonly used gradient-based optimizers, such as Adam, are hard to balance these objectives due to the opposite gradient decent directions of the contradictory losses. In this paper, we formulate the perception-distortion trade-off in SR as a multi-objective optimization problem and develop a new optimizer by integrating the gradient-free evolutionary algorithm (EA) with gradient-based Adam, where EA and Adam focus on the divergence and convergence of the optimization directions respectively. As a result, a population of optimal models with different perception-distortion preferences is obtained. We then design a fusion network to merge these models into a single stronger one for an effective perception-distortion trade-off. Experiments demonstrate that with the same backbone network, the perception-distortion balanced SR model trained by our method can achieve better perceptual quality than its competitors while attaining better reconstruction fidelity. Codes and models can be found at https://github.com/csslc/EA-Adam}{https://github.com/csslc/EA-Adam.
• Abstract（参考訳）: 高知覚品質と低歪み度は、超解像(SR)のような画像復元タスクにおいて2つの重要な目標である。 既存のSR手法の多くは、$\ell_1$の損失や敵の損失など、相反する損失を最小限に抑え、これらの目標を達成することを目的としている。 残念なことに、アダムのような一般的な勾配に基づく最適化器は、矛盾する損失の正反対の勾配方向のためにこれらの目的のバランスをとるのが難しい。 本稿では、多目的最適化問題としてSRの知覚歪トレードオフを定式化し、勾配自由進化アルゴリズム(EA)と勾配ベースAdamを統合して新しい最適化器を開発する。 その結果,知覚・歪曲傾向の異なる最適モデルの個体群が得られた。 次に、有効な知覚歪曲トレードオフのために、これらのモデルを単一のより強力なモデルにマージするように、融合ネットワークを設計する。 実験により, 同じバックボーンネットワークを用いて, 本手法で訓練した知覚歪みバランスSRモデルにより, コンペティタよりも知覚品質が向上し, 再現精度が向上することを示した。 コードとモデルはhttps://github.com/csslc/EA-Adam}{https://github.com/csslc/EA-Adamにある。

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