从阴雨的场景获得的图像通常患有能见度不良，这会损坏计算机视觉应用的性能。雨季的情况可以分为两类：中雨和大雨的场景。中雨场景主要由雨纹，而大雨场景包含两个雨条纹和面纱的效果（类似浊度）。虽然现有的方法已经在这两种情况下取​​得了优异的业绩单独，它仍然缺乏一个总体架构解决这两个大雨和中雨的情况有效。在本文中，我们通过使用轮廓波变换（CT），以解决这两个中雨和大雨场景构造分层多方向表示网络。的CT将图像划分成多个子带方向（MS）和语义子带（SS）。首先，雨条纹信息被检索到基于CT的多取向性的MS。第二，分层结构，提出了重构的背景信息，包括受损的语义信息和SS面纱效果。最后，多层次的子带鉴别与反馈误差地图建议。通过这个模块，所有子带可以很好的优化。这是可以有效地解决这两个两种方案的第一个架构。该代码是在https://github.com/cctakaet/ContourletNet-BMVC2021可用。

基于对抗性学习的图像抑制方法，由于其出色的性能，已经在计算机视觉中进行了广泛的研究。但是，大多数现有方法对实际情况的质量功能有限，因为它们在相同场景的透明和合成的雾化图像上进行了培训。此外，它们在保留鲜艳的色彩和丰富的文本细节方面存在局限性。为了解决这些问题，我们开发了一个新颖的生成对抗网络，称为整体注意力融合对抗网络（HAAN），用于单个图像。 Haan由Fog2FogFogre块和FogFree2Fog块组成。在每个块中，有三个基于学习的模块，即雾除雾，颜色纹理恢复和雾合成，它们相互限制以生成高质量的图像。 Haan旨在通过学习雾图图像之间的整体通道空间特征相关性及其几个派生图像之间的整体通道空间特征相关性来利用纹理和结构信息的自相似性。此外，在雾合成模块中，我们利用大气散射模型来指导它，以通过新颖的天空分割网络专注于大气光优化来提高生成质量。关于合成和现实世界数据集的广泛实验表明，就定量准确性和主观的视觉质量而言，Haan的表现优于最先进的脱落方法。

这项工作研究了关节降雨和雾霾清除问题。在现实情况下，雨水和阴霾通常是两个经常共同发生的共同天气现象，可以极大地降低场景图像的清晰度和质量，从而导致视觉应用的性能下降，例如自动驾驶。但是，在场景图像中共同消除雨水和雾霾是艰难而挑战，在那里，阴霾和雨水的存在以及大气光的变化都可以降低现场信息。当前的方法集中在污染部分上，因此忽略了受大气光的变化影响的场景信息的恢复。我们提出了一个新颖的深神经网络，称为不对称双重编码器U-NET（ADU-NET），以应对上述挑战。 ADU-NET既产生污染物残留物，又产生残留的现场，以有效地去除雨水和雾霾，同时保留场景信息的保真度。广泛的实验表明，我们的工作在合成数据和现实世界数据基准（包括RainCityScapes，Bid Rain和Spa-data）的相当大的差距上优于现有的最新方法。例如，我们在RainCityScapes/spa-data上分别将最新的PSNR值提高了2.26/4.57。代码将免费提供给研究社区。

雨是最常见的天气之一，可以完全降低图像质量并干扰许多计算机视觉任务的执行，尤其是在大雨条件下。我们观察到：（i）雨是雨水和雨淋的混合物； （ii）场景的深度决定了雨条的强度以及变成多雨的阴霾的强度； （iii）大多数现有的DERANE方法仅在合成雨图像上进行训练，因此对现实世界的场景概括不佳。在这些观察结果的激励下，我们提出了一种新的半监督，清除降雨生成的对抗网络（半密集），该混合物由四个关键模块组成：（i）新的注意力深度预测网络以提供精确的深度估计； （ii）上下文特征预测网络由几个精心设计的详细残留块组成，以产生详细的图像上下文特征； （iii）金字塔深度引导的非本地网络，以有效地将图像上下文与深度信息整合在一起，并产生最终的无雨图像； （iv）全面的半监督损失函数，使该模型不限于合成数据集，而是平稳地将其概括为现实世界中的大雨场景。广泛的实验表明，在合成和现实世界中，我们的二十多种代表性的最先进的方法对我们的方法进行了明显的改进。

受监管的基于学习的方法屈服于强大的去噪结果，但它们本质上受到大规模清洁/嘈杂配对数据集的需要。另一方面，使用无监督的脱言机需要更详细地了解潜在的图像统计数据。特别是，众所周知，在高频频带上，清洁和嘈杂的图像之间的表观差异是最突出的，证明使用低通滤波器作为传统图像预处理步骤的一部分。然而，基于大多数基于学习的去噪方法在不考虑频域信息的情况下仅利用来自空间域的片面信息。为了解决这一限制，在本研究中，我们提出了一种频率敏感的无监督去噪方法。为此，使用生成的对抗性网络（GaN）作为基础结构。随后，我们包括光谱鉴别器和频率重建损失，以将频率知识传输到发电机中。使用自然和合成数据集的结果表明，我们无监督的学习方法增强了频率信息，实现了最先进的去噪能力，表明频域信息可能是提高无监督基于学习的方法的整体性能的可行因素。

在恶劣天气下的图像修复是一项艰巨的任务。过去的大多数作品都集中在消除图像中的雨水和阴霾现象。但是，雪也是一种极为普遍的大气现象，它将严重影响高级计算机视觉任务的性能，例如对象检测和语义分割。最近，已经提出了一些用于降雪的方法，大多数方法直接将雪图像作为优化对象。但是，雪地点和形状的分布很复杂。因此，未能有效地检测雪花 /雪连胜将影响降雪并限制模型性能。为了解决这些问题，我们提出了一个雪地掩模的自适应残留网络（SMGARN）。具体而言，SMGARN由三个部分组成，即Mask-Net，Guidance-Fusion Network（GF-NET）和重建-NET。首先，我们构建了一个以自像素的注意（SA）和跨像素的注意（CA），以捕获雪花的特征并准确地定位了雪的位置，从而预测了准确的雪山。其次，预测的雪面被发送到专门设计的GF-NET中，以适应指导模型去除雪。最后，使用有效的重建网络来消除面纱效果并纠正图像以重建最终的无雪图像。广泛的实验表明，我们的SMGARN数值优于所有现有的降雪方法，并且重建的图像在视觉对比度上更清晰。所有代码都将可用。

最近在图像染色的作品表明，结构信息在恢复视觉上令人愉悦的结果方面发挥着重要作用。在本文中，我们提出了由基于两个并行发射机的流组成的端到端架构：主流（MS）和结构流（SS）。在SS的帮助下，MS可以产生具有合理结构和现实细节的合理结果。具体地，MS通过同时推断丢失的结构和纹理来重建详细图像，并且SS仅通过从MS的编码器处理分层信息来恢复丢失的结构。通过在培训过程中与SS进行互动，可以暗示MS可以暗示利用结构性提示。为了帮助SS专注于结构并防止MS中的纹理受到影响，提出了一种门控单元来抑制MS和SS之间的信息流中的结构无关激活。此外，SS中的多尺度结构特征映射用于明确指导通过融合块的MS的解码器中的结构合理的图像重建。在Celeba，Paris Streetview和Parume2数据集上进行了广泛的实验表明我们所提出的方法优于最先进的方法。

With the development of convolutional neural networks, hundreds of deep learning based dehazing methods have been proposed. In this paper, we provide a comprehensive survey on supervised, semi-supervised, and unsupervised single image dehazing. We first discuss the physical model, datasets, network modules, loss functions, and evaluation metrics that are commonly used. Then, the main contributions of various dehazing algorithms are categorized and summarized. Further, quantitative and qualitative experiments of various baseline methods are carried out. Finally, the unsolved issues and challenges that can inspire the future research are pointed out. A collection of useful dehazing materials is available at \url{https://github.com/Xiaofeng-life/AwesomeDehazing}.

随着移动设备的快速开发，现代使用的手机通常允许用户捕获4K分辨率（即超高定义）图像。然而，对于图像进行示范，在低级视觉中，一项艰巨的任务，现有作品通常是在低分辨率或合成图像上进行的。因此，这些方法对4K分辨率图像的有效性仍然未知。在本文中，我们探索了Moire模式的删除，以进行超高定义图像。为此，我们提出了第一个超高定义的演示数据集（UHDM），其中包含5,000个现实世界4K分辨率图像对，并对当前最新方法进行基准研究。此外，我们提出了一个有效的基线模型ESDNET来解决4K Moire图像，其中我们构建了一个语义对准的比例感知模块来解决Moire模式的尺度变化。广泛的实验表明了我们的方法的有效性，这可以超过最轻巧的优于最先进的方法。代码和数据集可在https://xinyu-andy.github.io/uhdm-page上找到。

Image restoration under hazy weather condition, which is called single image dehazing, has been of significant interest for various computer vision applications. In recent years, deep learning-based methods have achieved success. However, existing image dehazing methods typically neglect the hierarchy of features in the neural network and fail to exploit their relationships fully. To this end, we propose an effective image dehazing method named Hierarchical Contrastive Dehazing (HCD), which is based on feature fusion and contrastive learning strategies. HCD consists of a hierarchical dehazing network (HDN) and a novel hierarchical contrastive loss (HCL). Specifically, the core design in the HDN is a Hierarchical Interaction Module, which utilizes multi-scale activation to revise the feature responses hierarchically. To cooperate with the training of HDN, we propose HCL which performs contrastive learning on hierarchically paired exemplars, facilitating haze removal. Extensive experiments on public datasets, RESIDE, HazeRD, and DENSE-HAZE, demonstrate that HCD quantitatively outperforms the state-of-the-art methods in terms of PSNR, SSIM and achieves better visual quality.

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。

否决单图是一项普遍但又具有挑战性的任务。复杂的降雪降解和各种降解量表需要强大的代表能力。为了使否定的网络看到各种降雪并建模本地细节和全球信息的上下文相互作用，我们提出了一种称为Snowformer的功能强大的建筑。首先，它在编码器中执行比例感知功能聚合，以捕获各种降解的丰富积雪信息。其次，为了解决大规模降级，它使用了解码器中的新颖上下文交互变压器块，该互动器块在全球上下文交互中从前范围内的局部细节和全局信息进行了上下文交互。并引入本地上下文互动可改善场景细节的恢复。第三，我们设计了一个异质的特征投影头，该功能投影头逐渐融合了编码器和解码器的特征，并将精制功能投影到干净的图像中。广泛的实验表明，所提出的雪诺形雪孔比其他SOTA方法取得了重大改进。与SOTA单图像HDCW-NET相比，它在CSD测试集上将PSNR度量提高了9.2dB。此外，与一般图像恢复体系结构NAFNET相比，PSNR的增加5.13db，这验证了我们的雪诺形雪地降雪任务的强大表示能力。该代码在\ url {https://github.com/ephemeral182/snowformer}中发布。

虽然对图像背景恢复的研究从常规大小的降级图像恢复已经取得了显着的进步，但由于计算复杂性和记忆使用情况的爆炸式增长以及缺陷，恢复超高分辨率（例如4K）图像仍然是一项极具挑战性的任务。带注释的数据。在本文中，我们提出了一种用于超高分辨率图像恢复的新型模型，称为全局逐步生成网络（GLSGN），该模型采用涉及四个恢复途径的逐步恢复策略：三个局部途径和一条全球途径。本地途径着重于以局部但高分辨率的图像贴片的细粒度进行图像恢复，而全球途径则在缩放尺寸但完整的图像上执行图像恢复，以在全球视图中为本地途径提供线索包括语义和噪声模式。为了平滑这四个途径之间的相互协作，我们的GLSGN旨在确保在低级内容，感知注意力，恢复强度和高级语义方面的四个方面的跨道路一致性。作为这项工作的另一个主要贡献，我们还介绍了迄今为止的第一个超高分辨率数据集，以删除反射和降雨条纹，包括4,670个现实世界和合成图像。跨三个典型的图像背景修复任务进行的广泛实验，包括删除图像反射，删除图像雨条和图像去悬来表明我们的GLSGN始终优于最先进的方法。

低光图像增强功能是一个经典的计算机视觉问题，旨在从低光图像中恢复正常暴露图像。但是，该领域常用的卷积神经网络擅长对空间结构域中的低频局部结构特征进行取样，从而导致重建图像的纹理细节不清楚。为了减轻这个问题，我们建议使用傅立叶系数进行新的模块，该模块可以在频率阶段的语义约束下恢复高质量的纹理细节并补充空间域。此外，我们使用带有不同接收场的扩张卷积为图像空间域设计了一个简单有效的模块，以减轻频繁下采样引起的细节损失。我们将上述部分集成到端到端的双分支网络中，并设计一个新颖的损失委员会和一个自适应融合模块，以指导网络灵活地结合空间和频域特征，以产生更令人愉悦的视觉效果。最后，我们在公共基准上评估了拟议的网络。广泛的实验结果表明，我们的方法的表现优于许多现有的最先进的结果，表现出出色的性能和潜力。

在光子 - 稀缺情况下的成像引入了许多应用的挑战，因为捕获的图像具有低信噪比和较差的亮度。在本文中，我们通过模拟量子图像传感器（QIS）的成像来研究低光子计数条件下的原始图像恢复。我们开发了一个轻量级框架，由多级金字塔去噪网络（MPDNET）和亮度调整（LA）模块组成，以实现单独的去噪和亮度增强。我们框架的主要组成部分是多跳过的剩余块（MARB），其集成了多尺度特征融合和注意机制，以实现更好的特征表示。我们的MPDNET采用拉普拉斯金字塔的想法，以了解不同级别的小规模噪声图和大规模的高频细节，在多尺度输入图像上进行特征提取，以编码更丰富的上下文信息。我们的LA模块通过估计其照明来增强去噪图像的亮度，这可以更好地避免颜色变形。广泛的实验结果表明，通过抑制噪声并有效地恢复亮度和颜色，我们的图像恢复器可以在具有各种光子水平的具有各种光子水平的降解图像上实现优异的性能。

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.

Deep learning-based methods have achieved significant performance for image defogging. However, existing methods are mainly developed for land scenes and perform poorly when dealing with overwater foggy images, since overwater scenes typically contain large expanses of sky and water. In this work, we propose a Prior map Guided CycleGAN (PG-CycleGAN) for defogging of images with overwater scenes. To promote the recovery of the objects on water in the image, two loss functions are exploited for the network where a prior map is designed to invert the dark channel and the min-max normalization is used to suppress the sky and emphasize objects. However, due to the unpaired training set, the network may learn an under-constrained domain mapping from foggy to fog-free image, leading to artifacts and loss of details. Thus, we propose an intuitive Upscaling Inception Module (UIM) and a Long-range Residual Coarse-to-fine framework (LRC) to mitigate this issue. Extensive experiments on qualitative and quantitative comparisons demonstrate that the proposed method outperforms the state-of-the-art supervised, semi-supervised, and unsupervised defogging approaches.

现有的DERANE方法主要集中于单个输入图像。只有单个输入图像，很难准确检测到雨条，去除雨条并恢复无雨图像。与单个2D图像相比，光场图像（LFI）通过通过元素摄像机记录每个事件射线的方向和位置，嵌入了广泛的3D结构和纹理信息，该镜头已成为计算机中的流行设备视觉和图形研究社区。在本文中，我们提出了一个新颖的网络4D-MGP-SRRNET，以从LFI中删除雨条。我们的方法将大雨LFI的所有子视图作为输入。为了充分利用LFI，我们采用4D卷积层来构建拟议的雨牛排清除网络，以同时处理LFI的所有子视图。在拟议的网络中，提出了带有新颖的多尺度自引导高斯工艺（MSGP）模块的雨水检测模型MGPDNET，以检测输入LFI的所有子视图中的雨条。引入了半监督的学习，以通过对虚拟世界LFI和现实世界中的LFI进行多个尺度上的虚拟世界LFI和现实世界中的LFI来准确检测雨季，这是通过计算现实世界中雨水条纹的伪地面真相。然后，所有减去预测的雨条的子视图都将馈送到4D残差模型中，以估计深度图。最后，所有子视图与相应的雨条和从估计的深度图转换的相应雨条和雾图都馈送到基于对抗性复发性神经网络的雨天LFI恢复模型，以逐步消除雨水条纹并恢复无雨的LFI LFI LFI。 。对合成LFI和现实世界LFI进行的广泛的定量和定性评估证明了我们提出的方法的有效性。

多尺度体系结构和注意力模块在许多基于深度学习的图像脱落方法中都显示出有效性。但是，将这两个组件手动设计和集成到神经网络中需要大量的劳动力和广泛的专业知识。在本文中，高性能多尺度的细心神经体系结构搜索（MANAS）框架是技术开发的。所提出的方法为图像脱落任务的最爱的多个灵活模块制定了新的多尺度注意搜索空间。在搜索空间下，建立了多尺度的细胞，该单元被进一步用于构建功能强大的图像脱落网络。通过基于梯度的搜索算法自动搜索脱毛网络的内部多尺度架构，该算法在某种程度上避免了手动设计的艰巨过程。此外，为了获得强大的图像脱落模型，还提出了一种实用有效的多到一对训练策略，以允许去磨损网络从具有相同背景场景的多个雨天图像中获取足够的背景信息，与此同时，共同优化了包括外部损失，内部损失，建筑正则损失和模型复杂性损失在内的多个损失功能，以实现可靠的损伤性能和可控的模型复杂性。对合成和逼真的雨图像以及下游视觉应用（即反对检测和分割）的广泛实验结果始终证明了我们提出的方法的优越性。

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}}.