的状态的最先进的视频去模糊方法的成功主要源于潜伏视频恢复相邻帧之间的对准隐式或显式的估计。然而,由于模糊效果的影响,估计从所述模糊的相邻帧的对准信息是不是一个简单的任务。不准确的估计将干扰随后的帧的恢复。相反,估计比对信息,我们提出了一个简单而有效的深层递归神经网络与多尺度双向传播(RNN-MBP),有效传播和收集未对齐的相邻帧的信息,更好的视频去模糊。具体来说,我们建立与这可以通过在不同的尺度整合他们直接利用从非对齐相邻隐藏状态帧间信息的两个U形网RNN细胞多尺度双向传播〜(MBP)模块。此外,为了更好地评估算法和国家的最先进的存在于现实世界的模糊场景的方法,我们也通过一个精心设计的数字视频采集系统创建一个真实世界的模糊视频数据集(RBVD)(的DVA)并把它作为训练和评估数据集。大量的实验结果表明,该RBVD数据集有效地提高了对现实世界的模糊的视频现有算法的性能,并且算法进行从优对三个典型基准的国家的最先进的方法。该代码可在https://github.com/XJTU-CVLAB-LOWLEVEL/RNN-MBP。
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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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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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现有视频超分辨率(VSR)算法的成功主要是从相邻框架中利用时间信息。但是,这些方法都没有讨论带有固定物体和背景的贴片中时间冗余的影响,并且通常使用相邻框架中的所有信息而没有任何歧视。在本文中,我们观察到时间冗余将对信息传播产生不利影响,这限制了最现有的VSR方法的性能。在这一观察结果的推动下,我们旨在通过以优化的方式处理时间冗余贴片来改善现有的VSR算法。我们开发了两种简单但有效的插件方法,以提高广泛使用的公共视频中现有的本地和非本地传播算法的性能。为了更全面地评估现有VSR算法的鲁棒性和性能,我们还收集了一个新数据集,其中包含各种公共视频作为测试集。广泛的评估表明,所提出的方法可以显着提高野生场景中收集的视频的现有VSR方法的性能,同时保持其在现有常用数据集上的性能。该代码可在https://github.com/hyhsimon/boosted-vsr上找到。
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视频脱毛方法的关键成功因素是用相邻视频帧的尖锐像素来补偿中框的模糊像素。因此,主流方法根据估计的光流对齐相邻帧并融合对齐帧进行恢复。但是,这些方法有时会产生不令人满意的结果,因为它们很少考虑像素的模糊水平,这可能会引入视频帧中的模糊像素。实际上,并非视频框架中的所有像素都对脱毛都是敏锐的和有益的。为了解决这个问题,我们提出了用于视频Delurring的时空变形注意网络(STDANET),该网络通过考虑视频帧的像素模糊级别来提取尖锐像素的信息。具体而言,stdanet是一个编码器 - 码头网络,结合了运动估计器和时空变形注意(STDA)模块,其中运动估计器预测了粗略光流,这些流量被用作基本偏移,以在STDA模块中找到相应的尖锐像素。实验结果表明,所提出的Stdanet对GOPRO,DVD和BSD数据集的最新方法表现出色。
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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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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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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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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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Video super-resolution (VSR) aiming to reconstruct a high-resolution (HR) video from its low-resolution (LR) counterpart has made tremendous progress in recent years. However, it remains challenging to deploy existing VSR methods to real-world data with complex degradations. On the one hand, there are few well-aligned real-world VSR datasets, especially with large super-resolution scale factors, which limits the development of real-world VSR tasks. On the other hand, alignment algorithms in existing VSR methods perform poorly for real-world videos, leading to unsatisfactory results. As an attempt to address the aforementioned issues, we build a real-world 4 VSR dataset, namely MVSR4$\times$, where low- and high-resolution videos are captured with different focal length lenses of a smartphone, respectively. Moreover, we propose an effective alignment method for real-world VSR, namely EAVSR. EAVSR takes the proposed multi-layer adaptive spatial transform network (MultiAdaSTN) to refine the offsets provided by the pre-trained optical flow estimation network. Experimental results on RealVSR and MVSR4$\times$ datasets show the effectiveness and practicality of our method, and we achieve state-of-the-art performance in real-world VSR task. The dataset and code will be publicly available.
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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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本文解决了视频解训的挑战性问题。现有的大多数作品依赖于用于时间信息融合的隐式或显式对齐,其由于错误的对准而增加计算成本或导致次优的性能。在这项研究中,我们提出了一个分解的时空关注,以在不考虑的情况下完全使用可用信息的空间和时间来执行非本地操作。与现有融合技术相比,它显示出优异的性能,同时高效。多个数据集的广泛实验证明了我们方法的优越性。
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在本文中,我们研究了实用的时空视频超分辨率(STVSR)问题,该问题旨在从低型低分辨率的低分辨率模糊视频中生成高富含高分辨率的夏普视频。当使用低填充和低分辨率摄像头记录快速动态事件时,通常会发生这种问题,而被捕获的视频将遭受三个典型问题:i)运动模糊发生是由于曝光时间内的对象/摄像机运动而发生的; ii)当事件时间频率超过时间采样的奈奎斯特极限时,运动异叠是不可避免的; iii)由于空间采样率低,因此丢失了高频细节。这些问题可以通过三个单独的子任务的级联来缓解,包括视频脱张,框架插值和超分辨率,但是,这些问题将无法捕获视频序列之间的空间和时间相关性。为了解决这个问题,我们通过利用基于模型的方法和基于学习的方法来提出一个可解释的STVSR框架。具体而言,我们将STVSR作为联合视频脱张,框架插值和超分辨率问题,并以另一种方式将其作为两个子问题解决。对于第一个子问题,我们得出了可解释的分析解决方案,并将其用作傅立叶数据变换层。然后,我们为第二个子问题提出了一个反复的视频增强层,以进一步恢复高频细节。广泛的实验证明了我们方法在定量指标和视觉质量方面的优势。
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如何正确对视频序列中的框架间关系进行建模是视频恢复(VR)的重要挑战。在这项工作中,我们提出了一个无监督的流动对准​​序列模型(S2SVR)来解决此问题。一方面,在VR中首次探讨了在自然语言处理领域的序列到序列模型。优化的序列化建模显示了捕获帧之间远程依赖性的潜力。另一方面,我们为序列到序列模型配备了无监督的光流估计器,以最大程度地发挥其潜力。通过我们提出的无监督蒸馏损失对流量估计器进行了训练,这可以减轻数据差异和以前基于流动的方法的降解光流问题的不准确降解。通过可靠的光流,我们可以在多个帧之间建立准确的对应关系,从而缩小了1D语言和2D未对准框架之间的域差异,并提高了序列到序列模型的潜力。 S2SVR在多个VR任务中显示出卓越的性能,包括视频脱张,视频超分辨率和压缩视频质量增强。代码和模型可在https://github.com/linjing7/vr-baseline上公开获得
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时空视频超分辨率(STVSR)的目标是增加低分辨率(LR)和低帧速率(LFR)视频的空间分辨率。基于深度学习的最新方法已取得了重大改进,但是其中大多数仅使用两个相邻帧,即短期功能,可以合成缺失的框架嵌入,这无法完全探索连续输入LR帧的信息流。此外,现有的STVSR模型几乎无法明确利用时间上下文以帮助高分辨率(HR)框架重建。为了解决这些问题,在本文中,我们提出了一个称为STDAN的可变形注意网络。首先,我们设计了一个长短的术语特征插值(LSTFI)模块,该模块能够通过双向RNN结构从更相邻的输入帧中挖掘大量的内容,以进行插值。其次,我们提出了一个空间 - 周期性变形特征聚合(STDFA)模块,其中动态视频框架中的空间和时间上下文被自适应地捕获并汇总以增强SR重建。几个数据集的实验结果表明,我们的方法的表现优于最先进的STVSR方法。该代码可在https://github.com/littlewhitesea/stdan上找到。
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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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现有的视频denoising方法通常假设嘈杂的视频通过添加高斯噪声从干净的视频中降低。但是,经过这种降解假设训练的深层模型将不可避免地导致由于退化不匹配而导致的真实视频的性能差。尽管一些研究试图在摄像机捕获的嘈杂和无噪声视频对上训练深层模型,但此类模型只能对特定的相机很好地工作,并且对其他视频的推广不佳。在本文中,我们建议提高此限制,并专注于一般真实视频的问题,目的是在看不见的现实世界视频上概括。我们首先调查视频噪音的共同行为来解决这个问题,并观察两个重要特征:1)缩减有助于降低空间空间中的噪声水平; 2)来自相邻框架的信息有助于消除时间上的当前框架的噪声空间。在这两个观察结果的推动下,我们通过充分利用上述两个特征提出了多尺度的复发架构。其次,我们通过随机调整不同的噪声类型来训练Denoising模型来提出合成真实的噪声降解模型。借助合成和丰富的降解空间,我们的退化模型可以帮助弥合训练数据和现实世界数据之间的分布差距。广泛的实验表明,与现有方法相比,我们所提出的方法实现了最先进的性能和更好的概括能力,而在合成高斯denoising和实用的真实视频denoisising方面都具有现有方法。
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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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在时空邻域中利用类似和更清晰的场景补丁对于视频去纹理至关重要。然而,基于CNN的方法显示了捕获远程依赖性和建模非本地自相相似性的限制。在本文中,我们提出了一种新颖的框架,流引导稀疏变压器(FGST),用于视频去掩模。在FGST中,我们定制自我关注模块,流动引导的基于稀疏窗口的多头自我关注(FGSW-MSA)。对于模糊参考帧上的每个$查询$元素,FGSW-MSA享有估计的光流向全局样本的指导,其空间稀疏但与相邻帧中相同的场景补丁对应的高度相关$键$元素。此外,我们介绍了一种反复嵌入(RE)机制,以从过去的框架转移信息并加强远程时间依赖性。综合实验表明,我们提出的FGST优于DVD和GoPro数据集的最先进的(SOTA)方法,甚至在真实视频去纹理中产生更多视觉上令人愉悦的结果。代码和型号将发布给公众。
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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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