为了更有效地解决图像压缩传感（CS）问题，我们提出了一种新颖的内容可扩展的网络，该网络称为CASNET，该网络共同实现了自适应采样率分配，精细的粒状可伸缩性和高质量的重建。我们首先采用数据驱动的显着性检测器来评估不同图像区域的重要性，并提出基于显着性的块比率汇总（BRA）策略来分配采样率。然后开发一个统一的可学习生成矩阵，以产生具有有序结构的任何CS比的采样矩阵。 CASNET配备了由显着性信息和防止伪影的多块训练方案引导的优化启发的恢复子网，CASNET与一个单个模型共同重建以各种采样率采样的图像阻止。为了加速训练收敛并改善网络鲁棒性，我们提出了一种基于SVD的初始化方案和随机转换增强（RTE）策略，在没有引入额外参数的情况下是可扩展的。所有CASNET组件都可以组合和端到端学习。我们进一步提供了四个阶段的实施，用于评估和实际部署。实验表明，CASNET大量优于其他CS网络，从而验证了其组件和策略之间的协作和相互支持。代码可在https://github.com/guaishou74851/casnet上找到。

将优化算法映射到神经网络中，深度展开的网络（DUNS）在压缩传感（CS）方面取得了令人印象深刻的成功。从优化的角度来看，Duns从迭代步骤中继承了一个明确且可解释的结构。但是，从神经网络设计的角度来看，大多数现有的Dun是基于传统图像域展开而固有地建立的，该图像域的展开将一通道图像作为相邻阶段之间的输入和输出，从而导致信息传输能力不足，并且不可避免地会损失图像。细节。在本文中，为了打破上述瓶颈，我们首先提出了一个广义的双域优化框架，该框架是逆成像的一般性，并将（1）图像域和（2）卷积编码域先验的优点整合到限制解决方案空间中的可行区域。通过将所提出的框架展开到深神经网络中，我们进一步设计了一种新型的双域深卷积编码网络（D3C2-NET），用于CS成像，具有通过所有展开的阶段传输高通量特征级图像表示的能力。关于自然图像和MR图像的实验表明，与其他最先进的艺术相比，我们的D3C2-NET实现更高的性能和更好的准确性权衡权衡。

在图像压缩传感（CS）中将深层神经网络纳入了最近在多媒体技术和应用中的密集关注。随着深网接近，直接从CS测量中了解了反映射，重建速度的速度明显快于常规CS算法。但是，对于现有的基于网络的方法，CS采样过程必须映射单独的网络模型。由于封锁伪像，这可能会降低图像CS的性能，尤其是当将多个采样率分配给图像中的不同块时。在本文中，我们通过利用与性能显着超过当前最新方法的间隔相关性来开发一个用于基于块的图像CS的多通道深网。显着的性能改善归因于块近似，但完全去除了封闭伪像的图像。具体而言，使用我们的多通道结构，可以在单个模型中重建具有多种采样率的图像块。然后，最初重建的块能够将其重新组装成完整的图像中，以通过展开基于手动设计的基于手动设计的CS恢复算法来改善恢复的图像。实验结果表明，所提出的方法在客观指标和主观视觉图像质量方面优于最先进的CS方法。我们的源代码可从https://github.com/siwangzhou/deepbcs获得。

With the aim of developing a fast yet accurate algorithm for compressive sensing (CS) reconstruction of natural images, we combine in this paper the merits of two existing categories of CS methods: the structure insights of traditional optimization-based methods and the speed of recent network-based ones. Specifically, we propose a novel structured deep network, dubbed ISTA-Net, which is inspired by the Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm (ISTA) for optimizing a general 1 norm CS reconstruction model. To cast ISTA into deep network form, we develop an effective strategy to solve the proximal mapping associated with the sparsity-inducing regularizer using nonlinear transforms. All the parameters in ISTA-Net (e.g. nonlinear transforms, shrinkage thresholds, step sizes, etc.) are learned end-to-end, rather than being hand-crafted. Moreover, considering that the residuals of natural images are more compressible, an enhanced version of ISTA-Net in the residual domain, dubbed ISTA-Net + , is derived to further improve CS reconstruction. Extensive CS experiments demonstrate that the proposed ISTA-Nets outperform existing state-of-the-art optimization-based and networkbased CS methods by large margins, while maintaining fast computational speed. Our source codes are available: http://jianzhang.tech/projects/ISTA-Net.

卷积神经网络（CNNS）成功地进行了压缩图像感测。然而，由于局部性和重量共享的归纳偏差，卷积操作证明了建模远程依赖性的内在限制。变压器，最初作为序列到序列模型设计，在捕获由于基于自我关注的架构而捕获的全局背景中，即使它可以配备有限的本地化能力。本文提出了一种混合框架，一个混合框架，其集成了从CNN提供的借用的优点以及变压器提供的全局上下文，以获得增强的表示学习。所提出的方法是由自适应采样和恢复组成的端到端压缩图像感测方法。在采样模块中，通过学习的采样矩阵测量图像逐块。在重建阶段，将测量投射到双杆中。一个是用于通过卷积建模邻域关系的CNN杆，另一个是用于采用全球自我关注机制的变压器杆。双分支结构是并发，并且本地特征和全局表示在不同的分辨率下融合，以最大化功能的互补性。此外，我们探索一个渐进的战略和基于窗口的变压器块，以降低参数和计算复杂性。实验结果表明了基于专用变压器的架构进行压缩感测的有效性，与不同数据集的最先进方法相比，实现了卓越的性能。

最近，一些研究在图像压缩感测（CS）任务中应用了深层卷积神经网络（CNN），以提高重建质量。但是，卷积层通常具有一个小的接受场。因此，使用CNN捕获远程像素相关性是具有挑战性的，这限制了其在Image CS任务中的重建性能。考虑到这一限制，我们为图像CS任务（称为uformer-ics）提出了一个U形变压器。我们通过将CS的先验投影知识集成到原始变压器块中，然后使用基于投影基于投影的变压器块和残留卷积块构建对称重建模型来开发一个基于投影的变压器块。与以前的基于CNN的CS方法相比，只能利用本地图像特征，建议的重建模型可以同时利用图像的局部特征和远程依赖性，以及CS理论的先前投影知识。此外，我们设计了一个自适应采样模型，该模型可以基于块稀疏性自适应采样图像块，这可以确保压缩结果保留在固定采样比下原始图像的最大可能信息。提出的UFORFORFOR-ICS是一个端到端框架，同时学习采样和重建过程。实验结果表明，与现有的基于深度学习的CS方法相比，它的重建性能明显优于重建性能。

通过将某些优化求解器与深神经网络相结合，深层展开网络（DUN）近年来引起了图像压缩感（CS）的广泛关注。但是，现有DUN中仍然存在几个问题：1）对于每次迭代，通常采用一个简单的堆叠卷积网络，这显然限制了这些模型的表现力。 2）培训完成后，对于任何输入内容，大多数现有DUNS的超参数均已固定，这大大削弱了其适应性。在本文中，通过展开快速迭代的收缩阈值算法（FISTA），提出了一种新颖的快速分层dun，被称为Fhdun，用于图像压缩传感，开发出了精心设计的层次结构，以合作探索富人的上下文，以探索富人的上下文。多尺度空间中的信息。为了进一步增强适应性，在我们的框架中开发了一系列的超参数生成网络，以根据输入内容动态生产相应的最佳超参数。此外，由于Fista的加速政策，新嵌入的加速模块使拟议的Fhdun节省了超过50％的迭代循环，以抵抗最近的Duns。广泛的CS实验表明，所提出的FHDUN优于现有的最新CS方法，同时保持较少的迭代。

基于深度网络的图像压缩感（CS）近年来引起了很多关注。然而，现有的基于深网络的CS方案以逐个块的方式重建目标图像，其导致严重的块伪像或将深网络训练为黑盒，其带来了对图像先验知识的有限识别。本文提出了一种使用非局部神经网络（NL-CSNet）的新型图像CS框架，其利用具有深度网络的非本地自相似子，提高重建质量。在所提出的NL-CSNET中，构造了两个非本地子网，用于分别利用测量域中的非本地自相似子系统和多尺度特征域。具体地，在测量域的子网中，建立用于更好的初始重建的不同图像块的测量之间的长距离依赖性。类似地，在多尺度特征域的子网中，在深度重建的多尺度空间中探讨了密集特征表示之间的亲和力。此外，开发了一种新的损失函数以增强非本地表示之间的耦合，这也能够实现NL-CSNet的端到端训练。广泛的实验表明，NL-CSNet优于现有的最先进的CS方法，同时保持快速的计算速度。

高光谱成像是各种应用的基本成像模型，尤其是遥感，农业和医学。灵感来自现有的高光谱相机，可以慢，昂贵或笨重，从低预算快照测量中重建高光谱图像（HSIS）已经绘制了广泛的关注。通过将截断的数值优化算法映射到具有固定数量的相位的网络中，近期深度展开网络（DUNS）用于光谱快照压缩感应（SCI）已经取得了显着的成功。然而，DUNS远未通过缺乏交叉相位相互作用和适应性参数调整来达到有限的工业应用范围。在本文中，我们提出了一种新的高光谱可分解的重建和最佳采样深度网络，用于SCI，被称为HeroSnet，其中包括在ISTA展开框架下的几个阶段。每个阶段可以灵活地模拟感测矩阵，并在梯度下降步骤中进行上下文调整步骤，以及分层熔断器，并在近侧映射步骤中有效地恢复当前HSI帧的隐藏状态。同时，终端实现硬件友好的最佳二进制掩模，以进一步提高重建性能。最后，我们的Herosnet被验证以优于大幅边缘的模拟和实际数据集的最先进的方法。

与传统CS方法相比，基于深度学习（DL）的压缩传感（CS）已被应用于图像重建的更好性能。但是，大多数现有的DL方法都利用逐个块测量，每个测量块分别恢复，这引入了重建的有害阻塞效应。此外，这些方法的神经元接受场被设计为每一层的大小相同，这只能收集单尺度的空间信息，并对重建过程产生负面影响。本文提出了一个新的框架，称为CS测量和重建的多尺度扩张卷积神经网络（MSDCNN）。在测量期间，我们直接从训练有素的测量网络中获得所有测量，该测量网络采用了完全卷积结构，并通过输入图像与重建网络共同训练。它不必将其切成块，从而有效地避免了块效应。在重建期间，我们提出了多尺度特征提取（MFE）体系结构，以模仿人类视觉系统以捕获同一功能映射的多尺度特征，从而增强了框架的图像特征提取能力并提高了框架的性能并提高了框架的性能。影像重建。在MFE中，有多个并行卷积通道以获取多尺度特征信息。然后，将多尺度功能信息融合在一起，并以高质量重建原始图像。我们的实验结果表明，根据PSNR和SSIM，该提出的方法对最新方法的性能有利。

Deep unfolding networks (DUNs) have proven to be a viable approach to compressive sensing (CS). In this work, we propose a DUN called low-rank CS network (LR-CSNet) for natural image CS. Real-world image patches are often well-represented by low-rank approximations. LR-CSNet exploits this property by adding a low-rank prior to the CS optimization task. We derive a corresponding iterative optimization procedure using variable splitting, which is then translated to a new DUN architecture. The architecture uses low-rank generation modules (LRGMs), which learn low-rank matrix factorizations, as well as gradient descent and proximal mappings (GDPMs), which are proposed to extract high-frequency features to refine image details. In addition, the deep features generated at each reconstruction stage in the DUN are transferred between stages to boost the performance. Our extensive experiments on three widely considered datasets demonstrate the promising performance of LR-CSNet compared to state-of-the-art methods in natural image CS.

在计算断层摄影（CT）成像过程中，患者内的金属植入物总是造成有害伪影，这对重建的CT图像的视觉质量产生了负面影响，并且对随后的临床诊断产生负面影响。对于金属伪影减少（MAR）任务，基于深度学习的方法取得了有希望的表现。然而，大多数主要共享两个主要常见限制：1）CT物理成像几何约束是完全融入深网络结构中的; 2）整个框架对特定MAR任务具有薄弱的可解释性;因此，难以评估每个网络模块的作用。为了减轻这些问题，在本文中，我们构建了一种新的可解释的双域网络，称为Indudonet +，CT成像过程被精细地嵌入到其中。具体地说，我们推出了一个联合空间和氡域重建模型，并提出了一种仅具有简单操作员的优化算法来解决它。通过将所提出的算法中涉及的迭代步骤展开到相应的网络模块中，我们可以轻松地构建Indudonet +，以明确的解释性。此外，我们分析了不同组织之间的CT值，并将现有的观察合并到Endudonet +的现有网络中，这显着提高了其泛化性能。综合数据和临床数据的综合实验证实了所提出的方法的优越性以及超出当前最先进（SOTA）MAR方法的卓越概括性性能。代码可用于\ url {https://github.com/hongwang01/indududonet_plus}。

我们提出了一个基于一般学习的框架，用于解决非平滑和非凸图像重建问题。我们将正则函数建模为$ l_ {2,1} $ norm的组成，并将平滑但非convex功能映射参数化为深卷积神经网络。我们通过利用Nesterov的平滑技术和残留学习的概念来开发一种可证明的趋同的下降型算法来解决非平滑非概念最小化问题，并学习网络参数，以使算法的输出与培训数据中的参考匹配。我们的方法用途广泛，因为人们可以将各种现代网络结构用于正规化，而所得网络继承了算法的保证收敛性。我们还表明，所提出的网络是参数有效的，其性能与实践中各种图像重建问题中的最新方法相比有利。

As a common weather, rain streaks adversely degrade the image quality. Hence, removing rains from an image has become an important issue in the field. To handle such an ill-posed single image deraining task, in this paper, we specifically build a novel deep architecture, called rain convolutional dictionary network (RCDNet), which embeds the intrinsic priors of rain streaks and has clear interpretability. In specific, we first establish a RCD model for representing rain streaks and utilize the proximal gradient descent technique to design an iterative algorithm only containing simple operators for solving the model. By unfolding it, we then build the RCDNet in which every network module has clear physical meanings and corresponds to each operation involved in the algorithm. This good interpretability greatly facilitates an easy visualization and analysis on what happens inside the network and why it works well in inference process. Moreover, taking into account the domain gap issue in real scenarios, we further design a novel dynamic RCDNet, where the rain kernels can be dynamically inferred corresponding to input rainy images and then help shrink the space for rain layer estimation with few rain maps so as to ensure a fine generalization performance in the inconsistent scenarios of rain types between training and testing data. By end-to-end training such an interpretable network, all involved rain kernels and proximal operators can be automatically extracted, faithfully characterizing the features of both rain and clean background layers, and thus naturally lead to better deraining performance. Comprehensive experiments substantiate the superiority of our method, especially on its well generality to diverse testing scenarios and good interpretability for all its modules. Code is available in \emph{\url{https://github.com/hongwang01/DRCDNet}}.

现有的深层压缩传感（CS）方法要么忽略自适应在线优化，要么依赖重建过程中昂贵的迭代优化器。这项工作探索了一个新颖的图像CS框架，具有复发性的结构约束，称为r $^2 $ cs-net。 R $^2 $ CS-NET首先通过新颖的复发神经网络逐步优化了获得的采样。然后，级联的残留卷积网络从优化的潜在表示中充分重建图像。作为第一个Deep CS框架有效地桥接自适应在线优化，R $^2 $ CS-NET将在线优化的鲁棒性与深度学习方法的效率和非线性容量相结合。信号相关已通过网络体系结构解决。自适应感测性的性质进一步使其成为通过利用通道相关性的彩色图像CS的理想候选者。数值实验验证了所提出的复发潜在优化设计不仅可以实现适应动机，而且在同一场景中胜过经典的长期记忆（LSTM）体系结构。总体框架表明了硬件实施可行性，并具有现有的DEEP CS基准中的领先鲁棒性和概括能力。

Tomographic SAR technique has attracted remarkable interest for its ability of three-dimensional resolving along the elevation direction via a stack of SAR images collected from different cross-track angles. The emerged compressed sensing (CS)-based algorithms have been introduced into TomoSAR considering its super-resolution ability with limited samples. However, the conventional CS-based methods suffer from several drawbacks, including weak noise resistance, high computational complexity, and complex parameter fine-tuning. Aiming at efficient TomoSAR imaging, this paper proposes a novel efficient sparse unfolding network based on the analytic learned iterative shrinkage thresholding algorithm (ALISTA) architecture with adaptive threshold, named Adaptive Threshold ALISTA-based Sparse Imaging Network (ATASI-Net). The weight matrix in each layer of ATASI-Net is pre-computed as the solution of an off-line optimization problem, leaving only two scalar parameters to be learned from data, which significantly simplifies the training stage. In addition, adaptive threshold is introduced for each azimuth-range pixel, enabling the threshold shrinkage to be not only layer-varied but also element-wise. Moreover, the final learned thresholds can be visualized and combined with the SAR image semantics for mutual feedback. Finally, extensive experiments on simulated and real data are carried out to demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed method.

压缩学习（CL）是一个新兴框架，可以通过压缩传感（CS）和机器学习来整合信号的收购，直接在少量测量上进行推理任务。它可以是经典图像域方法的有希望的替代方法，并且在保存和计算效率方面具有很大的优势。但是，以前对CL的尝试不仅限于固定的CS比率，该比率缺乏灵活性，而且还限于MNIST/CIFAR样数据集，并且不扩展到复杂的现实世界高分辨率（HR）数据或视觉任务。在本文中，提出了一个新型的基于变压器的压缩学习框架，该框架在具有任意CS比率的大规模图像上（称为TransCl）。具体而言，TransCL首先采用了基于可学习的基于块的压缩感测的策略，并提出了一种灵活的线性投影策略，以使CL能够以任意CS比率的有效逐块方式在大规模图像上进行。然后，关于从所有块作为序列的CS测量值，将部署一个基于纯变压器的骨架来执行具有各种面向任务的头部的视觉任务。我们的足够分析表明，TRANSCL对干扰和对任意CS比率的强大适应性表现出强烈的抵抗力。复杂HR数据的广泛实验表明，所提出的TransCl可以在图像分类和语义分割任务中实现最新性能。特别是，CS比率为$ 10 \％$的TRANSCL几乎可以获得与直接在原始数据上运行时的性能，即使CS极低的CS比率为$ 1 \％$ $，也可以获得令人满意的性能。我们提出的TransCl的源代码可在\ url {https://github.com/mc-e/transcl/}上获得。

Deep neural networks provide unprecedented performance gains in many real world problems in signal and image processing. Despite these gains, future development and practical deployment of deep networks is hindered by their blackbox nature, i.e., lack of interpretability, and by the need for very large training sets. An emerging technique called algorithm unrolling or unfolding offers promise in eliminating these issues by providing a concrete and systematic connection between iterative algorithms that are used widely in signal processing and deep neural networks. Unrolling methods were first proposed to develop fast neural network approximations for sparse coding. More recently, this direction has attracted enormous attention and is rapidly growing both in theoretic investigations and practical applications. The growing popularity of unrolled deep networks is due in part to their potential in developing efficient, high-performance and yet interpretable network architectures from reasonable size training sets. In this article, we review algorithm unrolling for signal and image processing. We extensively cover popular techniques for algorithm unrolling in various domains of signal and image processing including imaging, vision and recognition, and speech processing. By reviewing previous works, we reveal the connections between iterative algorithms and neural networks and present recent theoretical results. Finally, we provide a discussion on current limitations of unrolling and suggest possible future research directions.

最近，与传统方法相比，基于网络的图像压缩传感方法可实现高重建质量和降低的计算开销。但是，现有方法仅从网络中的部分特征中获得测量结果，并仅将它们用于图像重建。他们忽略了网络\ cite {zeiler2014Visalization}中的低，中和高级特征，所有这些特征对于高质量重建至关重要。此外，仅使用一次测量可能不足以从测量中提取更丰富的信息。为了解决这些问题，我们提出了一个新颖的测量值重复使用卷积压缩感应网络（MR-CCSNET），该网络（MR-CCSNET）采用全球传感模块（GSM）收集所有级别的功能，以实现有效的感应和测量重复使用块（MRB）多次重复使用测量值在多尺度上。最后，三个基准数据集的实验结果表明，我们的模型可以显着胜过最先进的方法。

派生是一个重要而基本的计算机视觉任务，旨在消除在下雨天捕获的图像或视频中的雨条纹和累积。现有的派威方法通常会使雨水模型的启发式假设，这迫使它们采用复杂的优化或迭代细化以获得高回收质量。然而，这导致耗时的方法，并影响解决从假设偏离的雨水模式的有效性。在本文中，我们通过在没有复杂的雨水模型假设的情况下，通过在没有复杂的雨水模型假设的情况下制定污染作为预测滤波问题的简单而有效的污染方法。具体地，我们识别通过深网络自适应地预测适当的核的空间变型预测滤波（SPFILT以过滤不同的各个像素。由于滤波可以通过加速卷积来实现，因此我们的方法可以显着效率。我们进一步提出了eFderain +，其中包含三个主要贡献来解决残留的雨迹，多尺度和多样化的雨水模式而不会损害效率。首先，我们提出了不确定感知的级联预测滤波（UC-PFILT），其可以通过预测的内核来识别重建清洁像素的困难，并有效地移除残留的雨水迹线。其次，我们设计重量共享多尺度扩张过滤（WS-MS-DFILT），以处理多尺度雨条纹，而不会损害效率。第三，消除各种雨水模式的差距，我们提出了一种新颖的数据增强方法（即Rainmix）来培养我们的深层模型。通过对不同变体的复杂分析的所有贡献相结合，我们的最终方法在恢复质量和速度方面优于四个单像辐照数据集和一个视频派威数据集的基线方法。