知乎同名账号同步发表

一、架构参数详解

这部分先讲架构，下部分讲架构中比较关键的部分的motivation。

网络架构的细节已经标注在图中了。图的上半部分是总架构，下半部分是单独一个EAM的架构。

输入noisy image，输出noise-free image。

作者将架构分为了三个module：

• feature extraction: $f_0=M_e(x)$，只有一层。
• feature learning residual module: $f_r=M_{fl}(f_0)$，由若干EAM组成。
• reconstruction module:$\hat{y}=M_r(f_r)$，只有一层。

loss function是：
$$L(w)=\frac{1}{N}\sum _{i=1}^N||RIDNet(x_i)-y_i|{|}_1=\frac{1}{N}\sum _{i=1}^N|RIDNet(x_i)-y_i|$$

kernel size除了上图中比较细的那个卷积是$1\times 1$，其他所有都是$3\times 3$。

关于channel，几乎所有的卷积层都是64，除了下面这个结构中的一层下采样是4：

这个是channel-wise的feature attention，下面是展开之后的样子：

（注意上图少画了soft-shrinkage，作者在$H_D$之后使用了它）
上图中的d，作者采用的是16，所以导致经过$H_D$之后获得了唯一一个channel为4的feature map，其他所有层的channel都是64的。
⚠️注意：最后的那个相乘是element-wise的，由于两者的size不同，所以需要先进行自适应的相乘，即将$1\times 1\times c$的部分扩充为$h\times w\times c$（adaptively rescaled），扩充方式是复制。

论文中notation和缩写有很多，其中ERB(enhanced residual block)指的就是：

上图这个比较细的卷积层就是整个架构唯一一个$1\times 1$的卷积层，其他所有卷积都是$3\times 3$的。
其他notation和缩写大多在上文的图中有标注，没标注的也比较简单，就不说了。

二、Contribution&innovation

先简要说一下，然后对重要地方，在下部分细讲。

作者表示他们的contribution如下：

• 是第一个在去噪中使用了feature attention的模型；
• 现有的model增加深度可能并不提升performance，并且造成梯度消失；
• 这是个one stage model（对比CBDNet是two stage model），说人话就是架构只有一个去噪阶段（对比CBDNet有估计噪声、去噪两个阶段）。

说一下第二个增加深度不增加性能，作者还表示：

simple cascading the residual modules will not achieve better performance.

对比作者的方法：增加EAM模块的数量，则能够提升performance，EAM中也包含了residual learning的思想。

三、feature attention

(提醒一下$g_p$是global pooling)
还是这个结构，它是个feature attention的结构，根据第一部分所讲，其实就是改变了feature map中不同channel的权重。当然这个不能算这项工作的原创，作者表示他们是参考了：

Squeeze-and-excitation networks.

当然还是做了点小小的改动，上面这个东西中$H_D$后跟的是ReLU，而作者跟的是soft-shrinkage。

作者原话也放在这里：

The feature attention mechanism for selecting the essential features.

四、数据集&训练细节&消融实验

1, 训练数据集：

• synthetic image: BSD500，DIV2K，MIT-Adobe FiveK生成；
• real-world image：有SIDD，Poly，RENOIR生成。

（paper没说具体怎么合成噪声图，查了下代码，应该是直接加入Gaussion noise；对于真实的噪声图，查了下SIDD，是带ground-truth的noisy image dataset）

2, 数据增强方法：

• random rotation of 90°, 180°, 270°;
• flipping horizontally

3, 测试数据集：

• 4个真实噪声图片数据集RNI15，DND，Nam，SIDD。
• 3个合成的噪声图片数据集：widely-used 12 classical images，BSD68 color and gray 68 images。

4, 训练细节：

• batchsize=32，patchsize为$80\times 80$

5, 消融实验：

• 当LSC，SSC，LC三个连接（skip connection）都用的时候，效果是最好的（这三个连接在文章开头的图中），去掉任意连接的使用，效果都会下降。
  ⚠️注意：如果不用这些连接，那么增加网络的depth则不会提升performance。
• 有feature attention比没有要好。