模糊文物可以严重降低图像的视觉质量,并且已经提出了许多用于特定场景的脱模方法。然而,在大多数现实世界的图像中,模糊是由不同因素引起的,例如运动和散焦。在本文中,我们解决了不同的去纹身方法如何在一般类型的模糊上进行。对于深入的性能评估,我们构建一个名为(MC-Blur)的新型大规模的多个原因图像去孔数据集,包括现实世界和合成模糊图像,具有模糊的混合因素。采用不同的技术收集所提出的MC-Blur数据集中的图像:卷积超高清(UHD)具有大核的锐利图像,平均由1000 FPS高速摄像头捕获的清晰图像,向图像添加Defocus,而且真实-world模糊的图像由各种相机型号捕获。这些结果概述了当前的去纹理方法的优缺点。此外,我们提出了一种新的基线模型,适应多种模糊的原因。通过包括对不同程度的特征的不同重量,所提出的网络导出更强大的特征,重量分配给更重要的水平,从而增强了特征表示。新数据集上的广泛实验结果展示了多原因模糊情景所提出的模型的有效性。
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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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在本文中,我们研究了现实世界图像脱毛的问题,并考虑了改善深度图像脱布模型的性能的两个关键因素,即培训数据综合和网络体系结构设计。经过现有合成数据集训练的脱毛模型在由于域移位引起的真实模糊图像上的表现较差。为了减少合成和真实域之间的域间隙,我们提出了一种新颖的现实模糊合成管道来模拟摄像机成像过程。由于我们提出的合成方法,可以使现有的Deblurring模型更强大,以处理现实世界的模糊。此外,我们开发了一个有效的脱蓝色模型,该模型同时捕获特征域中的非本地依赖性和局部上下文。具体而言,我们将多路径变压器模块介绍给UNET架构,以进行丰富的多尺度功能学习。在三个现实世界数据集上进行的全面实验表明,所提出的Deblurring模型的性能优于最新方法。
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成功培训端到端的深网进行真实运动去缩合,需要尖锐/模糊的图像对数据集,这些数据集现实且多样化,足以实现概括以实现真实的图像。获得此类数据集仍然是一项具有挑战性的任务。在本文中,我们首先回顾了现有的Deblurring基准数据集的局限性,从泛化到野外模糊图像的角度。其次,我们提出了一种有效的程序方法,以基于一个简单而有效的图像形成模型来生成清晰/模糊的图像对。这允许生成几乎无限的现实和多样化的培训对。我们通过在模拟对上训练现有的DeBlurring架构,并在四个真实模糊图像的标准数据集中对其进行评估,从而证明了所提出的数据集的有效性。我们观察到使用建议方法训练时动态场景的真实运动毛线照片的最终任务的出色概括性能。
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夜间摄影通常由于昏暗的环境和长期使用而遭受弱光和模糊问题。尽管现有的光增强和脱毛方法可以单独解决每个问题,但一系列此类方法不能和谐地适应可见性和纹理的共同降解。训练端到端网络也是不可行的,因为没有配对数据可以表征低光和模糊的共存。我们通过引入新的数据合成管道来解决该问题,该管道对现实的低光模糊降解进行建模。使用管道,我们介绍了第一个用于关节低光增强和去皮的大型数据集。数据集,LOL-BLUR,包含12,000个低Blur/正常出现的对,在不同的情况下具有不同的黑暗和运动模糊。我们进一步提出了一个名为LEDNET的有效网络,以执行关节弱光增强和脱毛。我们的网络是独一无二的,因为它是专门设计的,目的是考虑两个相互连接的任务之间的协同作用。拟议的数据集和网络都为这项具有挑战性的联合任务奠定了基础。广泛的实验证明了我们方法对合成和现实数据集的有效性。
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We present a new end-to-end generative adversarial network (GAN) for single image motion deblurring, named DeblurGAN-v2, which considerably boosts state-of-the-art deblurring efficiency, quality, and flexibility. DeblurGAN-v2 is based on a relativistic conditional GAN with a doublescale discriminator. For the first time, we introduce the Feature Pyramid Network into deblurring, as a core building block in the generator of DeblurGAN-v2. It can flexibly work with a wide range of backbones, to navigate the balance between performance and efficiency. The plugin of sophisticated backbones (e.g., Inception-ResNet-v2) can lead to solid state-of-the-art deblurring. Meanwhile, with light-weight backbones (e.g., MobileNet and its variants), DeblurGAN-v2 reaches 10-100 times faster than the nearest competitors, while maintaining close to state-ofthe-art results, implying the option of real-time video deblurring. We demonstrate that DeblurGAN-v2 obtains very competitive performance on several popular benchmarks, in terms of deblurring quality (both objective and subjective), as well as efficiency. Besides, we show the architecture to be effective for general image restoration tasks too. Our codes, models and data are available at: https: //github.com/KupynOrest/DeblurGANv2.
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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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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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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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最近的深面幻觉方法显示出令人惊叹的超级分辨面部图像,甚至超过人类能力。但是,这些算法主要在非公共合成数据集上评估。因此,尚不清楚这些算法如何在公共面幻觉数据集上执行。同时,大多数现有数据集都不太考虑种族的分布,这使得在这些数据集上训练的面部幻觉方法偏向于某些特定种族。为了解决上述两个问题,在本文中,我们构建了一个公共种族多样化的面部数据集,Edface-Celeb-1M,并设计了面部幻觉的基准任务。我们的数据集包括170万张覆盖不同国家 /地区的照片,并具有平衡的种族组成。据我们所知,它是野外最大且公开的面部幻觉数据集。与该数据集相关联,本文还贡献了各种评估协议,并提供了全面的分析,以基于现有的最新方法。基准评估证明了最新算法的性能和局限性。
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使用现代智能手机摄像机的夜成像由于光子计数低和成像系统中不可避免的噪声而变得麻烦。直接调整曝光时间和ISO等级在弱光条件下无法同时获得锋利和无噪声图像。尽管已经提出了许多方法来增强嘈杂或模糊的夜晚图像,但由于两个主要原因,它们在现实世界中的照片仍然不令人满意:1)单个图像中的信息有限和2)合成训练图像和真实图像之间的域间隙 - 世界照片(例如,模糊区域和分辨率的差异)。为了利用连续的长期和短曝光图像中的信息,我们提出了一条基于学习的管道来融合它们。开发了D2HNET框架,以通过在短期曝光图像的指导下脱毛和增强长期暴露图像来恢复高质量的图像。为了缩小域间隙,我们利用了两相deblernet-enhancenet架构,该体系结构在固定的低分辨率上执行准确的模糊去除,以便能够在不同的分辨率输入中处理大范围模糊。此外,我们从HD视频中合成了D2数据,并在其上进行了实验。验证集和真实照片的结果表明,我们的方法获得了更好的视觉质量和最先进的定量分数。可以在https://github.com/zhaoyuzhi/d2hnet上找到D2HNET代码,模型和D2-DATASET。
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In single image deblurring, the "coarse-to-fine" scheme, i.e. gradually restoring the sharp image on different resolutions in a pyramid, is very successful in both traditional optimization-based methods and recent neural-networkbased approaches. In this paper, we investigate this strategy and propose a Scale-recurrent Network (SRN-DeblurNet) for this deblurring task. Compared with the many recent learning-based approaches in [25], it has a simpler network structure, a smaller number of parameters and is easier to train. We evaluate our method on large-scale deblurring datasets with complex motion. Results show that our method can produce better quality results than state-of-thearts, both quantitatively and qualitatively.
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使用注意机制的深度卷积神经网络(CNN)在动态场景中取得了巨大的成功。在大多数这些网络中,只能通过注意图精炼的功能传递到下一层,并且不同层的注意力图彼此分开,这并不能充分利用来自CNN中不同层的注意信息。为了解决这个问题,我们引入了一种新的连续跨层注意传播(CCLAT)机制,该机制可以利用所有卷积层的分层注意信息。基于CCLAT机制,我们使用非常简单的注意模块来构建一个新型残留的密集注意融合块(RDAFB)。在RDAFB中,从上述RDAFB的输出中推断出的注意图和每一层直接连接到后续的映射,从而导致CRLAT机制。以RDAFB为基础,我们为动态场景Deblurring设计了一个名为RDAFNET的有效体系结构。基准数据集上的实验表明,所提出的模型的表现优于最先进的脱毛方法,并证明了CCLAT机制的有效性。源代码可在以下网址提供:https://github.com/xjmz6/rdafnet。
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Despite deep end-to-end learning methods have shown their superiority in removing non-uniform motion blur, there still exist major challenges with the current multi-scale and scale-recurrent models: 1) Deconvolution/upsampling operations in the coarse-to-fine scheme result in expensive runtime; 2) Simply increasing the model depth with finer-scale levels cannot improve the quality of deblurring. To tackle the above problems, we present a deep hierarchical multi-patch network inspired by Spatial Pyramid Matching to deal with blurry images via a fine-tocoarse hierarchical representation. To deal with the performance saturation w.r.t. depth, we propose a stacked version of our multi-patch model. Our proposed basic multi-patch model achieves the state-of-the-art performance on the Go-Pro dataset while enjoying a 40× faster runtime compared to current multi-scale methods. With 30ms to process an image at 1280×720 resolution, it is the first real-time deep motion deblurring model for 720p images at 30fps. For stacked networks, significant improvements (over 1.2dB) are achieved on the GoPro dataset by increasing the network depth. Moreover, by varying the depth of the stacked model, one can adapt the performance and runtime of the same network for different application scenarios.
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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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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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Face Restoration (FR) aims to restore High-Quality (HQ) faces from Low-Quality (LQ) input images, which is a domain-specific image restoration problem in the low-level computer vision area. The early face restoration methods mainly use statistic priors and degradation models, which are difficult to meet the requirements of real-world applications in practice. In recent years, face restoration has witnessed great progress after stepping into the deep learning era. However, there are few works to study deep learning-based face restoration methods systematically. Thus, this paper comprehensively surveys recent advances in deep learning techniques for face restoration. Specifically, we first summarize different problem formulations and analyze the characteristic of the face image. Second, we discuss the challenges of face restoration. Concerning these challenges, we present a comprehensive review of existing FR methods, including prior based methods and deep learning-based methods. Then, we explore developed techniques in the task of FR covering network architectures, loss functions, and benchmark datasets. We also conduct a systematic benchmark evaluation on representative methods. Finally, we discuss future directions, including network designs, metrics, benchmark datasets, applications,etc. We also provide an open-source repository for all the discussed methods, which is available at https://github.com/TaoWangzj/Awesome-Face-Restoration.
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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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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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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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