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SwinIR 论文复现

SwinIR: Image Restoration Using Swin Transformer

官方源码：https://github.com/JingyunLiang/SwinIR

复现地址：https://github.com/sldyns/SwinIR_paddle

脚本任务：https://aistudio.baidu.com/aistudio/clusterprojectdetail/3792518

1. 简介

SwinIR_archi

SwinIR的结构比较简单，如果看过Swin-Transformer的话就没什么难点了。作者引入Swin-T结构应用于低级视觉任务，包括图像超分辨率重建、图像去噪、图像压缩伪影去除。SwinIR网络由一个浅层特征提取模块、深层特征提取模块、重建模块构成。重建模块对不同的任务使用不同的结构。浅层特征提取就是一个3×3的卷积层。深层特征提取是k个RSTB块和一个卷积层加残差连接构成。每个RSTB（Res-Swin-Transformer-Block）由L个STL和一层卷积加残差连接构成。

2. 复现精度

在 CBSD68 测试集上测试，达到验收最低标准34.32：

SwinIR Noise Level15
Pytorch 34.42
Paddle 34.33

注：源代码八卡训练的iteration为 1,600,000，我们四卡只训练到了 426,000 就超时停止了.

3. 数据集、预训练模型、文件结构

训练数据

DIV2K (800 training images) + Flickr2K (2650 images) + BSD500 (400 training&testing images) + WED(4744 images)

已经整理好的数据：放在了 Ai Studio 里.

训练数据放在：trainsets/trainH 下

测试数据

测试数据为 CBSD68：放在了 Ai Studio 里.

解压到：testsets/CBSD68

预训练模型

百度网盘：下载链接，提取码：2108，下好后放在文件夹 pretrained_models 下：

  1. 官方预训练模型，已转为 paddle 的，名为 005_colorDN_DFWB_s128w8_SwinIR-M_noise15.pdparams.
  2. 复现的模型，名为 SwinIR_paddle.pdparams.

文件结构

SwinIR_Paddle
    |-- data                       # 数据相关文件
    |-- models                     # 模型相关文件
    |-- options                    # 训练配置文件
    |-- trainsets
         |-- trainH                # 训练数据
    |-- testsets
         |-- CBSD68                # 测试数据
    |-- test_tipc                  # TIPC: Linux GPU/CPU 基础训练推理测试
    |-- pretrained_models          # 预训练模型
    |-- utils                      # 一些工具代码
    |-- config.py                  # 配置文件
    |-- generate_patches_SIDD.py   # 生成数据patch
    |-- infer.py                   # 模型推理代码
    |-- LICENSE                    # LICENSE文件
    |-- main_test_swinir.py        # 模型测试代码
    |-- main_train_psnr.py         # 模型训练代码
    |-- main_train_tipc.py         # TICP训练代码
    |-- README.md                  # README.md文件
    |-- train.log                  # 训练日志

4. 环境依赖

PaddlePaddle >= 2.3.2

5. 快速开始

# 单机四卡
python -m paddle.distributed.launch main_train_psnr.py --opt options/train_swinir_multi_card_32.json

训练过程会将模型参数保存在 ./denoising/swinir_denoising_color_15/models/ 文件夹下.

训练日志将会保存在 ./denoising/swinir_denoising_color_15/models/train.log.

模型评估与预测

在 CBSD68 测试数据上作测试，加强度为15的噪声，结果将存放在 results/swinir_color_dn_noise15/ 文件夹下

python main_test_swinir.py --task color_dn --noise 15 --model_path pretrained_models/SwinIR_paddle.pdparams --folder_gt testsets/CBSD68/

输出如下：

-- Average PSNR/SSIM(RGB): 34.33 dB; 0.9345

接近了验收精度.

推理过程：

需要安装 reprod_log：

pip install reprod_log

模型动转静导出：

python export_model.py --model_path pretrained_models/SwinIR_paddle.pdparams --save-inference-dir output/

最终在output/文件夹下会生成下面的3个文件：

output
  |----model.pdiparams     : 模型参数文件
  |----model.pdmodel       : 模型结构文件
  |----model.pdiparams.info: 模型参数信息文件

注：导出设置的是固定输入大小，否则会报错.

模型推理：

python infer.py --model-dir output/ --folder_gt ./testsets/CBSD68

注：由于导出设置的是固定输入大小，因此是用滑窗预测，故精度有所损失.

6. TIPC

首先安装AutoLog（规范化日志输出工具）

pip install  https://paddleocr.bj.bcebos.com/libs/auto_log-1.2.0-py3-none-any.whl

在linux下，进入 SwinIR_paddle 文件夹，运行命令：

bash test_tipc/prepare.sh ./test_tipc/configs/SwinIR/train_infer_python.txt 'lite_train_lite_infer'

bash test_tipc/test_train_inference_python.sh ./test_tipc/configs/SwinIR/train_infer_python.txt 'lite_train_lite_infer'

7. LICENSE

本项目的发布受Apache 2.0 license许可认证