我们研究了从单个运动毛发图像中恢复详细运动的挑战性问题。该问题的现有解决方案估算一个单个图像序列,而无需考虑每个区域的运动歧义。因此,结果倾向于收敛到多模式可能性的平均值。在本文中,我们明确说明了这种运动歧义,使我们能够详细地生成多个合理的解决方案。关键思想是引入运动引导表示,这是对仅有四个离散运动方向的2D光流的紧凑量量化。在运动引导的条件下,模糊分解通过使用新型的两阶段分解网络导致了特定的,明确的解决方案。我们提出了一个模糊分解的统一框架,该框架支持各种界面来生成我们的运动指导,包括人类输入,来自相邻视频帧的运动信息以及从视频数据集中学习。关于合成数据集和现实世界数据的广泛实验表明,所提出的框架在定性和定量上优于以前的方法,并且还具有生产物理上合理和多样的解决方案的优点。代码可从https://github.com/zzh-tech/animation-from-blur获得。
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滚动快门(RS)失真可以解释为在RS摄像机曝光期间,随着时间的推移从瞬时全局快门(GS)框架中挑选一排像素。这意味着每个即时GS帧的信息部分,依次是嵌入到行依赖性失真中。受到这一事实的启发,我们解决了扭转这一过程的挑战性任务,即从rs失真中的图像中提取未变形的GS框架。但是,由于RS失真与其他因素相结合,例如读数设置以及场景元素与相机的相对速度,因此仅利用临时相邻图像之间的几何相关性的型号,在处理数据中,具有不同的读数设置和动态场景的数据中遭受了不良的通用性。带有相机运动和物体运动。在本文中,我们建议使用双重RS摄像机捕获的一对图像,而不是连续的框架,而RS摄像机则具有相反的RS方向,以完成这项极具挑战性的任务。基于双重反转失真的对称和互补性,我们开发了一种新型的端到端模型,即IFED,以通过卢比时间对速度场的迭代学习来生成双重光流序列。广泛的实验结果表明,IFED优于天真的级联方案,以及利用相邻RS图像的最新艺术品。最重要的是,尽管它在合成数据集上进行了训练,但显示出在从现实世界中的RS扭曲的动态场景图像中检索GS框架序列有效。代码可在https://github.com/zzh-tech/dual-versed-rs上找到。
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视频帧插值,旨在在视频序列中合成不存在中间帧,是计算机视觉中的重要研究主题。现有的视频帧插值方法在特定假设下实现了显着的结果,例如瞬间或已知的曝光时间。然而,在复杂的真实情况下,视频的时间前锋,即每秒帧(FPS)和帧曝光时间,可能与不同的相机传感器不同。当在从训练中的不同曝光设置下进行测试视频时,内插帧将遭受显着的错位问题。在这项工作中,我们在一般情况下解决了视频帧插值问题,其中可以在不确定的曝光(和间隔)时间下获取输入帧。与以前可以应用于特定时间的方法的方法不同,我们从四个连续的尖锐帧或两个连续的模糊帧中导出一般的曲线运动轨迹公式,没有时间前导者。此外,利用相邻运动轨迹内的约束,我们设计了一种新的光学流细化策略,以获得更好的插值结果。最后,实验表明,一个训练有素的模型足以在复杂的真实情况下合成高质量的慢动作视频。代码可在https://github.com/yjzhang96/uti-vfi上使用。
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视频框架插值(VFI)实现了许多可能涉及时间域的重要应用程序,例如慢运动播放或空间域,例如停止运动序列。我们专注于以前的任务,其中关键挑战之一是在存在复杂运动的情况下处理高动态范围(HDR)场景。为此,我们探索了双曝光传感器的可能优势,这些传感器很容易提供尖锐的短而模糊的长曝光,这些曝光是空间注册并在时间上对齐的两端。这样,运动模糊会在场景运动上暂时连续的信息,这些信息与尖锐的参考结合在一起,可以在单个相机拍摄中进行更精确的运动采样。我们证明,这促进了VFI任务中更复杂的运动重建以及HDR框架重建,迄今为止仅考虑到最初被捕获的框架,而不是插值之间的框架。我们设计了一个在这些任务中训练的神经网络,这些神经网络明显优于现有解决方案。我们还提出了一个场景运动复杂性的度量,该指标在测试时间提供了对VFI方法的性能的重要见解。
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由于空间和时间变化的模糊,视频脱毛是一个高度不足的问题。视频脱毛的直观方法包括两个步骤:a)检测当前框架中的模糊区域; b)利用来自相邻帧中清晰区域的信息,以使当前框架脱毛。为了实现这一过程,我们的想法是检测每个帧的像素模糊级别,并将其与视频Deblurring结合使用。为此,我们提出了一个新颖的框架,该框架利用了先验运动级(MMP)作为有效的深视频脱张的指南。具体而言,由于在曝光时间内沿其轨迹的像素运动与运动模糊水平呈正相关,因此我们首先使用高频尖锐框架的光流量的平均幅度来生成合成模糊框架及其相应的像素 - 像素 - 明智的运动幅度地图。然后,我们构建一个数据集,包括模糊框架和MMP对。然后,由紧凑的CNN通过回归来学习MMP。 MMP包括空间和时间模糊级别的信息,可以将其进一步集成到视频脱毛的有效复发性神经网络(RNN)中。我们进行密集的实验,以验证公共数据集中提出的方法的有效性。
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本文旨在探讨如何合成对其进行训练的现有视频脱毛模型的近距离模糊,可以很好地推广到现实世界中的模糊视频。近年来,基于深度学习的方法已在视频Deblurring任务上取得了希望的成功。但是,对现有合成数据集培训的模型仍然遭受了与现实世界中的模糊场景的概括问题。造成故障的因素仍然未知。因此,我们重新审视经典的模糊综合管道,并找出可能的原因,包括拍摄参数,模糊形成空间和图像信号处理器〜(ISP)。为了分析这些潜在因素的效果,我们首先收集一个超高帧速率(940 fps)原始视频数据集作为数据基础,以综合各种模糊。然后,我们提出了一种新颖的现实模糊合成管道,该管道通过利用模糊形成线索称为原始爆炸。通过大量实验,我们证明了在原始空间中的合成模糊并采用与现实世界测试数据相同的ISP可以有效消除合成数据的负面影响。此外,合成的模糊视频的拍摄参数,例如,曝光时间和框架速率在改善脱毛模型的性能中起着重要作用。令人印象深刻的是,与在现有合成模糊数据集中训练的训练的模型合成的模糊数据训练的模型可以获得超过5DB PSNR的增益。我们认为,新颖的现实合成管道和相应的原始视频数据集可以帮助社区轻松构建自定义的Blur数据集,以改善现实世界的视频DeBlurring性能,而不是费力地收集真实的数据对。
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我们引入了一个新颖的框架,用于连续的面部运动脱毛,该框架通过矩控制因子恢复单个运动毛面脸部图像中潜在的连续锋利力矩。尽管动作毛刺图像是在曝光时间内连续锋利矩的累积信号,但大多数现有的单个图像脱毛方法旨在使用多个网络和训练阶段恢复固定数量的帧。为了解决这个问题,我们提出了一个基于GAN(CFMD-GAN)的连续面部运动脱毛网络,该网络是一个新颖的框架,用于恢复带有单个网络和单个训练阶段的单个运动型面部图像中潜在的连续力矩。为了稳定网络培训,我们训练发电机以通过面部特定于面部知识的面部基于面部运动的重新排序过程(FMR)确定的顺序恢复连续矩。此外,我们提出了一个辅助回归器,该回归器通过估计连续锋利的力矩来帮助我们的发电机产生更准确的图像。此外,我们引入了一个控制自适应(CONTADA)块,该块执行空间变形的卷积和频道的注意,作为控制因子的函数。 300VW数据集上的大量实验表明,所提出的框架通过改变力矩控制因子来生成各种连续的输出帧。与最近使用相同300VW训练集训练的最近的单一单击图像脱蓝色网络相比,提出的方法显示了在感知指标(包括LPIPS,FID和Arcface身份距离)方面恢复中央锋利框架的出色性能。该方法的表现优于现有的单一视频脱蓝和用于定性和定量比较的方法。
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视频去抑制是一种高度均不存在的问题,因为模糊劣化过程中的运动信息丢失。由于事件相机可以通过高时分辨率捕获表观运动,因此多次尝试探索了引导视频去纹的事件的潜力。这些方法通常认为曝光时间与视频帧速率的倒数相同。然而,在实际情况下,这不是真的,并且曝光时间可能是未知的并且根据视频拍摄环境(例如,照明条件)动态地变化。在本文中,假设基于帧的相机的动态可变未知的曝光时间来解决事件引导视频去纹。为此,我们首先通过考虑视频帧采集过程中的曝光和读出时间来推导出事件引导视频去掩模的新配方。然后,我们提出了一种用于事件引导视频去纹的新的结束终端学习框架。特别地,我们设计了一种新的基于曝光时间的事件选择(ETES)模块,以通过估计来自模糊帧和事件的特征之间的跨模型相关来选择性地使用事件特征。此外,我们提出了一种特征融合模块,以有效地熔断来自事件和模糊帧的所选功能。我们对各种数据集进行广泛的实验,并证明我们的方法实现了最先进的性能。我们的项目代码和预付费型号将可用。
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Motion blur from camera shake is a major problem in videos captured by hand-held devices. Unlike single-image deblurring, video-based approaches can take advantage of the abundant information that exists across neighboring frames. As a result the best performing methods rely on the alignment of nearby frames. However, aligning images is a computationally expensive and fragile procedure, and methods that aggregate information must therefore be able to identify which regions have been accurately aligned and which have not, a task that requires high level scene understanding. In this work, we introduce a deep learning solution to video deblurring, where a CNN is trained end-toend to learn how to accumulate information across frames. To train this network, we collected a dataset of real videos recorded with a high frame rate camera, which we use to generate synthetic motion blur for supervision. We show that the features learned from this dataset extend to deblurring motion blur that arises due to camera shake in a wide range of videos, and compare the quality of results to a number of other baselines 1 .
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在极低光线条件下捕获图像会对标准相机管道带来重大挑战。图像变得太黑了,太吵了,这使得传统的增强技术几乎不可能申请。最近,基于学习的方法已经为此任务显示了非常有希望的结果,因为它们具有更大的表现力能力来允许提高质量。这些研究中的激励,在本文中,我们的目标是利用爆破摄影来提高性能,并从极端暗的原始图像获得更加锐利和更准确的RGB图像。我们提出的框架的骨干是一种新颖的粗良好网络架构,逐步产生高质量的输出。粗略网络预测了低分辨率,去噪的原始图像,然后将其馈送到精细网络以恢复微尺的细节和逼真的纹理。为了进一步降低噪声水平并提高颜色精度,我们将该网络扩展到置换不变结构,使得它作为输入突发为低光图像,并在特征级别地合并来自多个图像的信息。我们的实验表明,我们的方法通过生产更详细和相当更高的质量的图像来引起比最先进的方法更令人愉悦的结果。
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来自单个运动模糊图像的视频重建是一个具有挑战性的问题,可以增强现有的相机的能力。最近,几种作品使用传统的成像和深度学习解决了这项任务。然而,由于方向模糊和噪声灵敏度,这种纯粹 - 数字方法本质上是有限的。一些作品提出使用非传统图像传感器解决这些限制,然而,这种传感器非常罕见和昂贵。为了使这些限制具有更简单的方法,我们提出了一种用于视频重建的混合光学 - 数字方法,其仅需要对现有光学系统的简单修改。在图像采集期间,在镜头孔径中使用学习的动态相位编码以对运动轨迹进行编码,该运动轨迹用作视频重建过程的先前信息。使用图像到视频卷积神经网络,所提出的计算相机以各种编码运动模糊图像的各种帧速率产生锐帧帧突发。与现有方法相比,我们使用模拟和现实世界的相机原型表现了优势和改进的性能。
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Given two consecutive frames, video interpolation aims at generating intermediate frame(s) to form both spatially and temporally coherent video sequences. While most existing methods focus on single-frame interpolation, we propose an end-to-end convolutional neural network for variable-length multi-frame video interpolation, where the motion interpretation and occlusion reasoning are jointly modeled. We start by computing bi-directional optical flow between the input images using a U-Net architecture. These flows are then linearly combined at each time step to approximate the intermediate bi-directional optical flows. These approximate flows, however, only work well in locally smooth regions and produce artifacts around motion boundaries. To address this shortcoming, we employ another U-Net to refine the approximated flow and also predict soft visibility maps. Finally, the two input images are warped and linearly fused to form each intermediate frame. By applying the visibility maps to the warped images before fusion, we exclude the contribution of occluded pixels to the interpolated intermediate frame to avoid artifacts. Since none of our learned network parameters are time-dependent, our approach is able to produce as many intermediate frames as needed. To train our network, we use 1,132 240-fps video clips, containing 300K individual video frames. Experimental results on several datasets, predicting different numbers of interpolated frames, demonstrate that our approach performs consistently better than existing methods.
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高速,高分辨率的立体视频(H2-STEREO)视频使我们能够在细粒度上感知动态3D内容。然而,对商品摄像机的收购H2-STEREO视频仍然具有挑战性。现有的空间超分辨率或时间框架插值方法分别提供了缺乏时间或空间细节的折衷解决方案。为了减轻这个问题,我们提出了一个双摄像头系统,其中一台相机捕获具有丰富空间细节的高空间分辨率低框架速率(HSR-LFR)视频,而另一个摄像头则捕获了低空间分辨率的高架框架-Rate(LSR-HFR)视频带有光滑的时间细节。然后,我们设计了一个学习的信息融合网络(LIFNET),该网络利用跨摄像机冗余,以增强两种相机视图,从而有效地重建H2-STEREO视频。即使在大型差异场景中,我们也利用一个差异网络将时空信息传输到视图上,基于该视图,我们建议使用差异引导的LSR-HFR视图基于差异引导的流量扭曲,并针对HSR-LFR视图进行互补的扭曲。提出了特征域中的多尺度融合方法,以最大程度地减少HSR-LFR视图中闭塞引起的翘曲幽灵和孔。 LIFNET使用YouTube收集的高质量立体视频数据集以端到端的方式进行训练。广泛的实验表明,对于合成数据和摄像头捕获的真实数据,我们的模型均优于现有的最新方法。消融研究探讨了各个方面,包括时空分辨率,摄像头基线,摄像头解理,长/短曝光和应用程序,以充分了解其对潜在应用的能力。
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由于其显着的合成质量,最近,神经辐射场(NERF)最近对3D场景重建和新颖的视图合成进行了相当大的关注。然而,由散焦或运动引起的图像模糊,这通常发生在野外的场景中,显着降低了其重建质量。为了解决这个问题,我们提出了DeBlur-nerf,这是一种可以从模糊输入恢复尖锐的nerf的第一种方法。我们采用逐合成方法来通过模拟模糊过程来重建模糊的视图,从而使NERF对模糊输入的鲁棒。该仿真的核心是一种新型可变形稀疏内核(DSK)模块,其通过在每个空间位置变形规范稀疏内核来模拟空间变形模糊内核。每个内核点的射线起源是共同优化的,受到物理模糊过程的启发。该模块作为MLP参数化,具有能够概括为各种模糊类型。联合优化NERF和DSK模块允许我们恢复尖锐的NERF。我们证明我们的方法可用于相机运动模糊和散焦模糊:真实场景中的两个最常见的模糊。合成和现实世界数据的评估结果表明,我们的方法优于几个基线。合成和真实数据集以及源代码将公开可用于促进未来的研究。
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Non-uniform blind deblurring for general dynamic scenes is a challenging computer vision problem as blurs arise not only from multiple object motions but also from camera shake, scene depth variation. To remove these complicated motion blurs, conventional energy optimization based methods rely on simple assumptions such that blur kernel is partially uniform or locally linear. Moreover, recent machine learning based methods also depend on synthetic blur datasets generated under these assumptions. This makes conventional deblurring methods fail to remove blurs where blur kernel is difficult to approximate or parameterize (e.g. object motion boundaries). In this work, we propose a multi-scale convolutional neural network that restores sharp images in an end-to-end manner where blur is caused by various sources. Together, we present multiscale loss function that mimics conventional coarse-to-fine approaches. Furthermore, we propose a new large-scale dataset that provides pairs of realistic blurry image and the corresponding ground truth sharp image that are obtained by a high-speed camera. With the proposed model trained on this dataset, we demonstrate empirically that our method achieves the state-of-the-art performance in dynamic scene deblurring not only qualitatively, but also quantitatively.
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大多数现有的基于深度学习的单图像动态场景盲目脱毛(SIDSBD)方法通常设计深网络,以直接从一个输入的运动模糊图像中直接删除空间变化的运动模糊,而无需模糊的内核估计。在本文中,受投射运动路径模糊(PMPB)模型和可变形卷积的启发,我们提出了一个新颖的约束可变形的卷积网络(CDCN),以进行有效的单图像动态场景,同时实现了准确的空间变化,以及仅观察到的运动模糊图像的高质量图像恢复。在我们提出的CDCN中,我们首先构建了一种新型的多尺度多级多输入多输出(MSML-MIMO)编码器架构,以提高功能提取能力。其次,与使用多个连续帧的DLVBD方法不同,提出了一种新颖的约束可变形卷积重塑(CDCR)策略,其中首先将可变形的卷积应用于输入的单运动模糊图像的模糊特征,用于学习学习的抽样点,以学习学习的采样点每个像素的运动模糊内核类似于PMPB模型中摄像机震动的运动密度函数的估计,然后提出了一种基于PMPB的新型重塑损耗函数来限制学习的采样点收敛,这可以使得可以使得可以使其产生。学习的采样点与每个像素的相对运动轨迹匹配,并促进空间变化的运动模糊内核估计的准确性。
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人类活动的上采样视频是一个有趣但具有挑战性的任务,具有许多潜在的应用,从游戏到娱乐和运动广播。在该设置中合成视频帧的主要困难源于人类运动的高度复杂和非线性性质和身体的复杂外观和质地。我们建议在运动引导框架上采样框架中解决这些问题,该框架上采样框架能够产生现实的人类运动和外观。通过利用大规模运动捕获数据集(Amass)培训新颖运动模型,推动帧之间的非线性骨架运动。然后,神经渲染管线使用高帧速率姿态预测以产生全帧输出,考虑姿势和背景一致性。我们的管道只需要低帧速率视频和未配对的人类运动数据,但不需要高帧率视频进行培训。此外,我们贡献了第一个评估数据集,该数据集包括用于此任务的人类活动的高质量和高帧速率视频。与最先进的视频插值技术相比,我们的方法在具有更高质量和精度的帧之间产生的帧,这是通过最先进的导致像素级,分布度量和比较用户评估的结果。我们的代码和收集的数据集可以在https://git.io/render-in-botween中找到。
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视频框架合成由插值和外推组成,是一种必不可少的视频处理技术,可应用于各种情况。但是,大多数现有方法无法处理小物体或大型运动,尤其是在高分辨率视频(例如4K视频)中。为了消除此类局限性,我们引入了基于流动帧合成的邻居对应匹配(NCM)算法。由于当前的帧在视频框架合成中不可用,因此NCM以当前框架的方式进行,以在每个像素的空间型社区中建立多尺度对应关系。基于NCM的强大运动表示能力,我们进一步建议在异质的粗到细节方案中估算框架合成的中间流。具体而言,粗尺度模块旨在利用邻居的对应关系来捕获大型运动,而细尺度模块在计算上更有效地加快了估计过程。两个模块都经过逐步训练,以消除培训数据集和现实世界视频之间的分辨率差距。实验结果表明,NCM在多个基准测试中实现了最先进的性能。此外,NCM可以应用于各种实践场景,例如视频压缩,以实现更好的性能。
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在本文中,我们提出了一种新颖的联合去钻头和多帧插值(DEMFI)框架,称为DEMFI-NET,该网球被准确地将较低帧速率的模糊视频以基于流动引导的更高帧速率转换为尖锐的视频基于关提性的相关性的特征借助于多帧插值(MFI)的借助于基于相关的特征Bolstering(FAC-FB)模块和递归升压(RB)。 DEMFI-NET联合执行DeBlurring和MFI,其中其基线版本执行与FAC-FB模块的基于特征流的翘曲,以获得尖锐插值的帧,也可以解置两个中心输入帧。此外,其扩展版本进一步提高了基于基于像素的RB的像素流的翘曲的联合任务性能。我们的FAC-FB模块在特征域中的模糊输入帧中有效地聚集了分布式模糊像素信息,以改善整体关节性能,这是计算上有效的,因为其细心的相关性仅聚焦。结果,与最近的SOTA方法相比,我们的DEMFI-Net实现了最先进的数据集,用于近期SOTA方法,用于脱孔和MFI。所有源代码包括预押德福网在https://github.com/jihyongoh/demfi上公开提供。
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由于长时间曝光时间,传统的基于帧的相机不可避免地遭受运动模糊。作为一种生物启发相机,事件摄像机以具有高时间分辨率的异步方式记录强度变化,在曝光时间内提供有效的图像劣化信息。在本文中,我们重新思考基于事件的图像去掩盖问题并将其展开成为端到端的两级图像恢复网络。为了有效地利用事件信息,我们设计(i)专门用于图像去纹理的新型对称累积事件表示,以及(ii)在我们网络的多个级别应用的仿射事件图像融合模块。我们还提出了网络的两个阶段之间的事件掩码所连接的连接,以避免信息丢失。在数据集级别,为了促进基于事件的运动解训,并促进挑战真实世界图像的评估,我们介绍了在照明控制的光学实验室中使用活动摄像机捕获的高质量模糊(HQBLUR)数据集。我们的多尺度事件融合网络(MEFNET)设置了用于运动解训的新技术,超越了先前最佳的基于图像的方法和GoPro上的公共实现的所有基于事件的方法(高达2.38dB即使在极端模糊条件下,也是HQBLUR Datasets。源代码和数据集将公开可用。
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