面向民国档案印章分割的改进U-Net

作者：杨有; 张汝荟; 许鹏程; 康慷; 翟浩

来源：计算机应用, 2022, 1-9.

• 民国档案
• 印章分割
• U-Net
• 深度可分离卷积
• 多尺度特征提取

精准分割民国档案图像中的印章，有助于该类档案的智慧利用。针对该类档案存在印侵严重和过多噪声的问题，提出UNet-S（U-Net for Seal）解决方案。在保留U-Net的编解码器结构和跳跃连接基础之上，UNet-S从三个方面进行改进：一是使用多尺度残差模块替代U-Net原有的卷积层，使得UNet-S既能有效提取多尺度特征，又能避免网络退化和梯度爆炸等问题；二是在多尺度残差模块中将普通卷积替换为深度可分离卷积，大幅减少网络的参数量；三是使用BCEDiceLoss（Binary Cross Entropy Dice Loss），并根据仿真实验结果优选权重因子，以解决民国档案数据不平衡问题。与原始U-Net相比，改进后的网络Dice相似系数(Dice)、平均交并比(MIoU)指标、平均像素准确率(MPA)指标分别提高了6.8%、12.9%和0.1%，参数量下降76.64%；与UNet++、DFANet、DDRNet等主流网络相比，Dice指标提升明显。实验结果表明，UNet-S在民国档案数据集中分割效果更佳。

• 单位
  重庆师范大学