1.一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的水下图像增强模型包括水下内容编码器、水下失真编码器、空中内容编码器、合成图像生成器、增强图像生成器、分割编码解码网络、分割解码器和语义感知对比模块;该训练方法包括:训练图像预处理:将水下数据集与空中数据集随机组合形成非配对数据组,并对所述的非配对数据组进行预处理得到输入图像对;所述的输入图像对包括水下图像和空中图像;前向交叉转换:利用水下内容编码器、水下失真编码器、空中内容编码器、合成图像生成器以及增强图像生成器基于解纠缠表示将输入图像对进行前向交叉转换,分别对水下图像和空中图像进行第一特征提取,基于所述的第一特征生成增强图像和合成图像;所述的第一特征包括水下内容特征、水下失真特征和空中内容特征;后向交叉转换:利用水下内容编码器、水下失真编码器、空中内容编码器、合成图像生成器以及增强图像生成器基于解纠缠表示将增强图像和合成图像进行后向交叉转换输出重构图像,所述的重构图像包括空中重构图像和水下重构图像;语义感知:将输入图像对、增强图像和合成图像输入语义感知对比模块提取第二特征,并将第二特征按预设规则组成两个三元组,将所述的三元组进行处理输出对比损失;双任务引导:将水下内容特征输入分割解码器输出特征级结果,将增强图像输入分割编码解码网络输出图像级结果;获取模型损失:基于输入图像、重构图像、第一特征、增强图像、合成图像、对比损失、图像级结果和特征级结果获取模型损失;模型训练:利用模型损失对所述的水下图像增强模型进行训练。
2.根据权利要求1所述的一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的水下内容编码器、空中内容编码器和水下失真编码器的网络结构相同,且使用密集残差块代替网络结构中的普通卷积,所述的网络结构包括卷积归一化ReLu激活层和多个密集残差块,单个所述的密集残差块由多个卷积ReLu激活层以通道拼接方式连接;所述的增强图像生成器和合成图像生成器的结构相同,均包括卷积归一化ReLu激活层、卷积Tanh激活层和多个密集残差块。
3.根据权利要求1所述的一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的前向交叉转换的具体步骤包括:将水下图像输入水下内容编码器输出水下内容特征,将空中图像输入空中内容编码器输出空中内容特征;将所述的水下内容特征输入增强图像生成器输出增强图像;将水下图像输入水下失真编码器,且在编码过程中经历至少四次下采集,输出第一下采集结果和水下失真特征;使第一下采集结果与空中内容特征像素相加,将像素相加结果、水下失真特征和空中内容特征输入合成图像生成器中,输出合成图像。
4.根据权利要求1所述的一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的后向交叉转换的具体步骤包括:将合成图像输入水下内容编码器输出合成内容特征,将增强图像输入空中内容编码器输出增强内容特征;将所述的合成内容特征输入增强图像生成器输出空中重构图像;将合成图像输入水下失真编码器,且在编码过程中经历至少四次下采集,输出第二下采集结果和合成失真特征;使第二下采集结果与增强内容特征像素相加,将像素相加结果、合成失真特征和增强内容特征输入合成图像生成器中,输出水下重构图像。
5.根据权利要求1所述的一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的第二特征包括增强图像特征、合成图像特征、水下图像特征和空中图像特征;所述的预设规则是指采用对比学习策略将第二特征划分为增强三元组和合成三元组,具体表现为:所述的增强三元组以增强图像特征作为锚点,输入图像水下特征为正样本,输入图像空中特征为负样本;所述的合成三元组以合成图像特征作为锚点,输入图像空中特征作为正样本,输入图像水下特征作为负样本。
6.根据权利要求1所述的一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的模型损失由循环一致性损失、恒等映射损失、对抗损失、对比损失和任务损失加权求和得到。
7.根据权利要求6所述的一种水下图像增强模型训练方法,其特征在于,所述的循环一致性损失的表达式为:其中,L cc 表示循环一致性损失, 表示水下重构图像,X表示输入图像中的水下图像, 表示空中重构图像,Y表示输入图像中的空中图像;所述的恒等映射损失的表达式为:其中,L idt 表示恒等映射损失, 为第一失真特征, 为空中内容特征,G syn 为合成图像生成器;所述的对抗损失的表达式为:L adv =-logD(X)-log(1-D(X Y ))其中,L adv 表示对抗损失,X Y 表示合成图像,D(·)表示鉴别器;所述的对比损失的表达式为:其中,L con 表示对比损失,G(Y X )表示增强图像特征,G(X)表示水下图像特征,G(Y)表示空中图像特征,G(X Y )表示合成图像特征;所述的任务损失的表达式为:其中,L task 表示任务损失,CE(·)表示语义分割任务的交叉熵损失, 为任务级结果,mask表示语义标签,N seg (X y )表示图像级结果。
8.一种水下图像增强方法,其特征在于,所述的水下图像增强方法将待增强的水下图像输入经权利要求1-7任一项训练方法训练好的水下图像增强模型进行增强处理,具体包括以下步骤:待增强水下图像输入至水下内容编码器输出水下内容特征;增强图像生成器接收水下内容特征并输出增强后的水下图像。
9.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。