We assess the benefit of including an image inpainting filter before passing damaged images into a classification neural network. For this we employ a modified Cahn-Hilliard equation as an image inpainting filter, which is solved via a finite volume scheme with reduced computational cost and adequate properties for energy stability and boundedness. The benchmark dataset employed here is MNIST, which consists of binary images of handwritten digits and is a standard dataset to validate image-processing methodologies. We train a neural network based of dense layers with the training set of MNIST, and subsequently we contaminate the test set with damage of different types and intensities. We then compare the prediction accuracy of the neural network with and without applying the Cahn-Hilliard filter to the damaged images test. Our results quantify the significant improvement of damaged-image prediction due to applying the Cahn-Hilliard filter, which for specific damages can increase up to 50% and is in general advantageous for low to moderate damage.


翻译:我们评估了在将受损图像传送到神经网络分类之前将图像油漆过滤器纳入图像油漆过滤器的好处。 为此,我们使用修改过的Cahn-Hilliard方程式作为图像油漆过滤器,该方程式通过计算成本降低的有限体积方案解决,且能保证能源稳定性和界限。这里使用的基准数据集是MNIST,由手写数字的二进制图像组成,是验证图像处理方法的标准数据集。我们用MNIST的培训组来培训一个以稠密层为基础的神经网络,随后我们污染了不同类型和强度的测试组。然后,我们将神经网络的预测准确性与和不将Cahn-Hilliard过滤器应用于受损图像测试进行对比。我们的结果量化了由于应用Cahn-Hilliard过滤器而导致的受损图像预测的重大改进,该过滤器的具体损坏可增加到50%,并普遍有利于低度至中度的损害。

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