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印度尼西亚 batik 纹样生成中 CNN 架构的比较评估:系统性研究

计算机视觉与模式识别 2026-01-06 v1

摘要

神经风格迁移 (NST) 为印度尼西亚 batik 纹样的数字化保存和生成探索提供了计算框架;然而,现有方法主要依赖基于 VGG 的架构,其强大的风格表达能力往往以高计算和内存需求为代价,限制了在资源受限环境中的实际部署。本研究系统性地对比分析了五种广泛使用的 CNN 主干网络,包括 VGG16、VGG19、Inception V3、ResNet50 和 ResNet101,基于 245 个受控实验,结合定量指标、定性评估和统计分析,考察结构保持、风格行为与计算效率之间的权衡。结果表明,主干网络选择在结构相似性 (SSIM, p=0.83) 上不显著影响结构保持,经 ANOVA 验证,表明结构保持水平相当,而非风格质量。就此而言,ResNet 基于架构实现约 5-6 倍更快的收敛速度,保持类似的感知相似性 (LPIPS = 0.53),且仅需 VGG 模型的 16 倍以下的 FLOPs (0.63 vs 10.12 GFLOPs)。定性分析揭示,VGG 产生更密集的绘画纹理,ResNet 偏好几何稳定性和斜纹保持,呈现较温和的风格化,Inception V3 表现为中间但噪声更大。这些发现将 NST 的架构选择从最大化风格强度转向面向效率和结构保持的部署,突出 ResNet 基于主干网络作为可扩展、面向行业的 batik 生成实用基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.00888,
  title  = {Comparative Evaluation of CNN Architectures for Neural Style Transfer in Indonesian Batik Motif Generation: A Comprehensive Study},
  author = {Happy Gery Pangestu and Andi Prademon Yunus and Siti Khomsah},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00888},
  year   = {2026}
}

备注

29 pages, 9 figures, submitted in VCIBA