由于他们越来越多的可负担性，可移植性和360 {\ DEG}视野，全向360 {\ DEG}图像在计算机视觉，机器人和其他领域找到了许多有希望和激动人心的应用。用于存储，处理和可视化360 {\ DEG}图像的最常用格式是互连的投影（ERP）。然而，由360 {\ DEG}图像引入的非线性映射引入到ERP图像的失真仍然是一种屏障，其容纳作为传统透视图像的易于用作易用的屏障。当估计360 {\ DEG}光流时，这尤其相关，因为需要适当地减去失真。在本文中，我们提出了一种基于切线图像的360 {\ DEG}光学流量。我们的方法利用GNOMONIC投影将ERP图像局部转换为透视图像，并且通过投影将ERP图像均匀地对准CUBEMAP和常规ICOSAHEDRON顶点来逐步地进行逐步改进估计的360 {\ DEG}流场。我们的实验表明了我们所提出的方法的益处，这些方法都是定量和定性的。
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光流估计是自动驾驶和机器人系统系统中的一项基本任务，它可以在时间上解释流量场景。自动驾驶汽车显然受益于360 {\ deg}全景传感器提供的超宽视野（FOV）。但是，由于全景相机的独特成像过程，专为针孔图像设计的模型不会令人满意地概括为360 {\ deg}全景图像。在本文中，我们提出了一个新颖的网络框架 - panoflow，以学习全景图像的光流。为了克服全景转化中等应角投影引起的扭曲，我们设计了一种流动失真增强（FDA）方法，其中包含径向流量失真（FDA-R）或等骨流量失真（FDA-E）。我们进一步研究了全景视频的环状光流的定义和特性，并通过利用球形图像的环状来推断360 {\ deg}光流并将大型位移转换为相对小的位移，从而提出了环状流量估计（CFE）方法移位。 Panoflow适用于任何现有的流量估计方法，并从狭窄的FOL流量估计的进度中受益。此外，我们创建并释放基于CARLA的合成全景数据集Flow360，以促进训练和定量分析。 Panoflow在公共Omniflownet和已建立的Flow360基准中实现了最先进的表现。我们提出的方法将Flow360上的端点误差（EPE）降低了27.3％。在Omniflownet上，Panoflow获得了3.17像素的EPE，从最佳发布的结果中降低了55.5％的误差。我们还通过收集工具和公共现实世界中的全球数据集对我们的方法进行定性验证我们的方法，这表明对现实世界导航应用程序的强大潜力和稳健性。代码和数据集可在https://github.com/masterhow/panoflow上公开获取。
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360 {\ DEG}相机可以在单次拍摄中捕获完整的环境，这使得在许多计算机视觉任务中制作360 {\ DEG}图像诱人。然而，单眼深度估计仍然是360 {\ DEG}数据的挑战，特别是对于2K（2048 $ \倍1024美元）的高分辨率，这对于新颖的综合和虚拟现实应用很重要。基于CNN的基于CNN的方法不支持由于GPU存储器有限而导致的这种高分辨率。在这项工作中，我们提出了一种灵活的框架，用于使用切线图像的高分辨率360 {\ DEG}图像的单眼深度估计框架。我们将360 {\ DEG}输入图像投影到一组切线，产生透视图，这适用于最新，最准确的最先进的透视单眼深度估计器。我们使用可变形的多尺度对准再次重新组合各个深度估计，然后通过梯度域混合来提高视差估计的一致性。结果是具有高细节水平的密集，高分辨率360 {\ DEG}深度图，也适用于现有方法不支持的户外场景。
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全向视频中的光流估计面临两个重要问题：缺乏基准数据集以及调整基于视频的方法以适应全向性质的挑战。本文提出了第一个具有360度视野Flow360的感知上天然合成的全向基准数据集，其中有40个不同的视频和4,000个视频帧。我们在数据集和现有的光流数据集之间进行了全面的特征分析和比较，这些数据集表现出感知现实主义，独特性和多样性。为了适应全向性质，我们提出了一个新颖的暹罗表示学习框架（SLOF）。我们以对比度的方式训练我们的网络，并结合了对比度损失和光流损失的混合损失函数。广泛的实验验证了所提出的框架的有效性，并在最新方法中显示出40％的性能提高。我们的Flow360数据集和代码可在https://siamlof.github.io/上找到。
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Recent work has shown that optical flow estimation can be formulated as a supervised learning task and can be successfully solved with convolutional networks. Training of the so-called FlowNet was enabled by a large synthetically generated dataset. The present paper extends the concept of optical flow estimation via convolutional networks to disparity and scene flow estimation. To this end, we propose three synthetic stereo video datasets with sufficient realism, variation, and size to successfully train large networks. Our datasets are the first large-scale datasets to enable training and evaluating scene flow methods. Besides the datasets, we present a convolutional network for real-time disparity estimation that provides state-of-the-art results. By combining a flow and disparity estimation network and training it jointly, we demonstrate the first scene flow estimation with a convolutional network.
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全景图像可以同时展示周围环境的完整信息，并且在虚拟旅游，游戏，机器人技术等方面具有许多优势。但是，全景深度估计的进度无法完全解决由常用的投射方法引起的失真和不连续性问题。本文提出了SphereDepth，这是一种新型的全景深度估计方法，该方法可直接预测球形网格的深度而无需投影预处理。核心思想是建立全景图像与球形网格之间的关系，然后使用深层神经网络在球形域上提取特征以预测深度。为了解决高分辨率全景数据带来的效率挑战，我们介绍了两个超参数，以平衡推理速度和准确性。在三个公共全景数据集中验证，SphereDepth通过全景深度估算的最新方法实现了可比的结果。从球形域设置中受益，球形部可以产生高质量的点云，并显着缓解失真和不连续性问题。
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本文介绍了一种新颖的体系结构，用于同时估算高度准确的光流和刚性场景转换，以实现困难的场景，在这种情况下，亮度假设因强烈的阴影变化而违反了亮度假设。如果是旋转物体或移动的光源（例如在黑暗中驾驶汽车遇到的光源），场景的外观通常从一个视图到下一个视图都发生了很大变化。不幸的是，用于计算光学流或姿势的标准方法是基于这样的期望，即场景中特征在视图之间保持恒定。在调查的情况下，这些方法可能经常失败。提出的方法通过组合图像，顶点和正常数据来融合纹理和几何信息，以计算照明不变的光流。通过使用粗到最新的策略，可以学习全球锚定的光流，从而减少了基于伪造的伪相应的影响。基于学习的光学流，提出了第二个体系结构，该体系结构可预测扭曲的顶点和正常地图的稳健刚性变换。特别注意具有强烈旋转的情况，这通常会导致这种阴影变化。因此，提出了一个三步程序，该程序可以利用正态和顶点之间的相关性。该方法已在新创建的数据集上进行了评估，该数据集包含具有强烈旋转和阴影效果的合成数据和真实数据。该数据代表了3D重建中的典型用例，其中该对象通常在部分重建之间以很大的步骤旋转。此外，我们将该方法应用于众所周知的Kitti Odometry数据集。即使由于实现了Brighness的假设，这不是该方法的典型用例，因此，还建立了对标准情况和与其他方法的关系的适用性。
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无监督的对光流计算的深度学习取得了令人鼓舞的结果。大多数现有的基于深网的方法都依赖图像亮度一致性和局部平滑度约束来训练网络。他们的性能在发生重复纹理或遮挡的区域降低。在本文中，我们提出了深层的外两极流，这是一种无监督的光流方法，将全局几何约束结合到网络学习中。特别是，我们研究了多种方式在流量估计中强制执行外两极约束。为了减轻在可能存在多个动作的动态场景中遇到的“鸡肉和蛋”类型的问题，我们提出了一个低级别的约束以及对培训的订婚结合的约束。各种基准测试数据集的实验结果表明，与监督方法相比，我们的方法实现了竞争性能，并且优于最先进的无监督深度学习方法。
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自我监督的单眼深度估计使机器人能够从原始视频流中学习3D感知。假设世界主要是静态的，这种可扩展的方法利用了投射的几何形状和自我运动来通过视图综合学习。在自主驾驶和人类机器人相互作用中常见的动态场景违反了这一假设。因此，它们需要明确建模动态对象，例如通过估计像素3D运动，即场景流。但是，同时对深度和场景流的自我监督学习是不适合的，因为有许多无限的组合导致相同的3D点。在本文中，我们提出了一种草稿，这是一种通过将合成数据与几何自学意识相结合的新方法，能够共同学习深度，光流和场景流。在木筏架构的基础上，我们将光流作为中间任务，以通过三角剖分来引导深度和场景流量学习。我们的算法还利用任务之间的时间和几何一致性损失来改善多任务学习。我们的草案在标准Kitti基准的自我监督的单眼环境中，同时在所有三个任务中建立了新的最新技术状态。项目页面：https：//sites.google.com/tri.global/draft。
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在接受高质量的地面真相（如LiDAR数据）培训时，监督的学习深度估计方法可以实现良好的性能。但是，LIDAR只能生成稀疏的3D地图，从而导致信息丢失。每个像素获得高质量的地面深度数据很难获取。为了克服这一限制，我们提出了一种新颖的方法，将有前途的平面和视差几何管道与深度信息与U-NET监督学习网络相结合的结构信息结合在一起，与现有的基于流行的学习方法相比，这会导致定量和定性的改进。特别是，该模型在两个大规模且具有挑战性的数据集上进行了评估：Kitti Vision Benchmark和CityScapes数据集，并在相对错误方面取得了最佳性能。与纯深度监督模型相比，我们的模型在薄物体和边缘的深度预测上具有令人印象深刻的性能，并且与结构预测基线相比，我们的模型的性能更加强大。
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在本文中，我们提出了一种算法，以在动态场景的两对图像之间插值。尽管在过去的几年中，在框架插值方面取得了重大进展，但当前的方法无法处理具有亮度和照明变化的图像，即使很快将图像捕获也很常见。我们建议通过利用现有的光流方法来解决这个问题，这些方法对照明的变化非常健壮。具体而言，使用使用现有预训练的流动网络估算的双向流，我们预测了从中间帧到两个输入图像的流。为此，我们建议将双向流编码为由超网络提供动力的基于坐标的网络，以获得跨时间的连续表示流。一旦获得了估计的流，我们就会在现有的混合网络中使用它们来获得最终的中间帧。通过广泛的实验，我们证明我们的方法能够比最新的框架插值算法产生明显更好的结果。
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Convolutional neural networks (CNNs) have recently been very successful in a variety of computer vision tasks, especially on those linked to recognition. Optical flow estimation has not been among the tasks where CNNs were successful. In this paper we construct appropriate CNNs which are capable of solving the optical flow estimation problem as a supervised learning task. We propose and compare two architectures: a generic architecture and another one including a layer that correlates feature vectors at different image locations.Since existing ground truth datasets are not sufficiently large to train a CNN, we generate a synthetic Flying Chairs dataset. We show that networks trained on this unrealistic data still generalize very well to existing datasets such as Sintel and KITTI, achieving competitive accuracy at frame rates of 5 to 10 fps.
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从视频中获得地面真相标签很具有挑战性，因为在像素流标签的手动注释非常昂贵且费力。此外，现有的方法试图将合成数据集的训练模型调整到真实的视频中，该视频不可避免地遭受了域差异并阻碍了现实世界应用程序的性能。为了解决这些问题，我们提出了RealFlow，这是一个基于期望最大化的框架，可以直接从任何未标记的现实视频中创建大规模的光流数据集。具体而言，我们首先估计一对视频帧之间的光流，然后根据预测流从该对中合成新图像。因此，新图像对及其相应的流可以被视为新的训练集。此外，我们设计了一种逼真的图像对渲染（RIPR）模块，该模块采用软磁性裂口和双向孔填充技术来减轻图像合成的伪像。在E-Step中，RIPR呈现新图像以创建大量培训数据。在M-Step中，我们利用生成的训练数据来训练光流网络，该数据可用于估计下一个E步骤中的光流。在迭代学习步骤中，流网络的能力逐渐提高，流量的准确性以及合成数据集的质量也是如此。实验结果表明，REALFLOW的表现优于先前的数据集生成方法。此外，基于生成的数据集，我们的方法与受监督和无监督的光流方法相比，在两个标准基准测试方面达到了最先进的性能。我们的代码和数据集可从https://github.com/megvii-research/realflow获得
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我们提出了一种便携式多型摄像头系统，该系统具有专用模型，用于动态场景中的新型视图和时间综合。我们的目标是使用我们的便携式多座相机从任何角度从任何角度出发为动态场景提供高质量的图像。为了实现这种新颖的观点和时间综合，我们开发了一个配备了五个相机的物理多型摄像头，以在时间和空间域中训练神经辐射场（NERF），以进行动态场景。我们的模型将6D坐标（3D空间位置，1D时间坐标和2D观看方向）映射到观看依赖性且随时间变化的发射辐射和体积密度。量渲染用于在指定的相机姿势和时间上渲染光真实的图像。为了提高物理相机的鲁棒性，我们提出了一个摄像机参数优化模块和一个时间框架插值模块，以促进跨时间的信息传播。我们对现实世界和合成数据集进行了实验以评估我们的系统，结果表明，我们的方法在定性和定量上优于替代解决方案。我们的代码和数据集可从https://yuenfuilau.github.io获得。
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我们介绍从单个视频帧预测的问题，从单个视频帧，包括实际瞬时光流的光流量的低维子空间。我们展示了几种自然场景假设如何通过差异和对象实例的表示，通过一组基流字段来识别适当的流子空间。流量子空间与新颖的丢失函数一起可用于预测单眼深度或预测深度加上对象实例嵌入的任务。这提供了一种新方法，可以使用单眼输入视频以无监督的方式学习这些任务，而无需相机内在或姿势。
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可以通过定期预测未来的框架以增强虚拟现实应用程序中的用户体验，从而解决了低计算设备上图形渲染高帧速率视频的挑战。这是通过时间视图合成（TVS）的问题来研究的，该问题的目标是预测给定上一个帧的视频的下一个帧以及上一个和下一个帧的头部姿势。在这项工作中，我们考虑了用户和对象正在移动的动态场景的电视。我们设计了一个将运动解散到用户和对象运动中的框架，以在预测下一帧的同时有效地使用可用的用户运动。我们通过隔离和估计过去框架的3D对象运动，然后推断它来预测对象的运动。我们使用多平面图像（MPI）作为场景的3D表示，并将对象运动作为MPI表示中相应点之间的3D位移建模。为了在估计运动时处理MPI中的稀疏性，我们将部分卷积和掩盖的相关层纳入了相应的点。然后将预测的对象运动与给定的用户或相机运动集成在一起，以生成下一帧。使用不合格的填充模块，我们合成由于相机和对象运动而发现的区域。我们为动态场景的电视开发了一个新的合成数据集，该数据集由800个以全高清分辨率组成的视频组成。我们通过数据集和MPI Sintel数据集上的实验表明我们的模型优于文献中的所有竞争方法。
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我们提出了一种称为基于DNN的基于DNN的框架，称为基于增强的相关匹配的视频帧插值网络，以支持4K的高分辨率，其具有大规模的运动和遮挡。考虑到根据分辨率的网络模型的可扩展性，所提出的方案采用经常性金字塔架构，该架构分享每个金字塔层之间的参数进行光学流量估计。在所提出的流程估计中，通过追踪具有最大相关性的位置来递归地改进光学流。基于前扭曲的相关匹配可以通过排除遮挡区域周围的错误扭曲特征来提高流量更新的准确性。基于最终双向流动，使用翘曲和混合网络合成任意时间位置的中间帧，通过细化网络进一步改善。实验结果表明，所提出的方案在4K视频数据和低分辨率基准数据集中占据了之前的工作，以及具有最小型号参数的客观和主观质量。
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由于球形摄像机的兴起，单眼360深度估计成为许多应用（例如自主系统）的重要技术。因此，提出了针对单眼360深度估计的最新框架，例如Bifuse中的双预测融合。为了训练这样的框架，需要大量全景以及激光传感器捕获的相应深度地面真相，这极大地增加了数据收集成本。此外，由于这样的数据收集过程是耗时的，因此将这些方法扩展到不同场景的可扩展性成为一个挑战。为此，从360个视频中进行单眼深度估计网络的自我培训是减轻此问题的一种方法。但是，没有现有的框架将双投射融合融合到自我训练方案中，这极大地限制了自我监督的性能，因为Bi-Prodoction Fusion可以利用来自不同投影类型的信息。在本文中，我们建议Bifuse ++探索双投影融合和自我训练场景的组合。具体来说，我们提出了一个新的融合模块和对比度感知的光度损失，以提高Bifuse的性能并提高对现实世界视频的自我训练的稳定性。我们在基准数据集上进行了监督和自我监督的实验，并实现最先进的性能。
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现有的全景深度估计方法基于卷积神经网络（CNN）的重点是消除全景畸变，由于CNN中的固定接受场而无法有效地感知全景结构。本文提出了全景变压器（名为PanoFormer），以估计全景图像中的深度，并带有球形域，可学习的令牌流和全景特定指标的切线斑块。特别是，我们将球形切线结构域上的斑块划分为令牌，以减少全景畸变的负面影响。由于几何结构对于深度估计是必不可少的，因此自我发项式模块通过额外的可学习令牌流重新设计。此外，考虑到球形域的特征，我们提出了两个全景特异性指标，以全面评估全景深度估计模型的性能。广泛的实验表明，我们的方法显着优于最先进的方法（SOTA）方法。此外，可以有效地扩展提出的方法以求解语义全景分割，这是类似的Pixel2像素任务。代码将可用。
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