自我监督的跨模式超分辨率(SR)可以克服获得配对训练数据的困难,但由于只有低分辨率(LR)源和高分辨率源(HR)指导图像,因此具有挑战性。现有方法利用伪或LR空间中的弱监督,因此提供了模糊或不忠于源方式的结果。为了解决这个问题,我们提出了一个相互调制的SR(MMSR)模型,该模型通过相互调制策略来解决任务,包括源至指南调制和指南对源调制。在这些调制中,我们开发了跨域自适应过滤器,以完全利用跨模式的空间依赖性,并有助于诱导源以模拟指南的分辨率并诱导指南模仿源的模态特征。此外,我们采用周期一致性约束,以完全自我监督的方式训练MMSR。各种任务的实验证明了我们的MMSR的最新性能。
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引导过滤器是计算机视觉和计算机图形中的基本工具,旨在将结构信息从引导图像传输到目标图像。大多数现有方法构造来自指导本身的滤波器内核,而不考虑指导和目标之间的相互依赖性。然而,由于两种图像中通常存在显着不同的边沿,只需将引导的所有结构信息传送到目标即将导致各种伪像。要应对这个问题,我们提出了一个名为Deep Enterponal引导图像过滤的有效框架,其过滤过程可以完全集成两个图像中包含的互补信息。具体地,我们提出了一种注意力内核学习模块,分别从引导和目标生成双组滤波器内核,然后通过在两个图像之间建模像素方向依赖性来自适应地组合它们。同时,我们提出了一种多尺度引导图像滤波模块,以粗略的方式通过所构造的内核逐渐产生滤波结果。相应地,引入了多尺度融合策略以重用中间导点在粗略的过程中。广泛的实验表明,所提出的框架在广泛的引导图像滤波应用中,诸如引导超分辨率,横向模态恢复,纹理拆除和语义分割的最先进的方法。
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深度映射记录场景中的视点和对象之间的距离,这在许多真实应用程序中起着关键作用。然而,消费者级RGB-D相机捕获的深度图遭受了低空间分辨率。引导深度地图超分辨率(DSR)是解决此问题的流行方法,该方法试图从输入的低分辨率(LR)深度及其耦合的HR RGB图像中恢复高分辨率(HR)深度映射和作为指引。引导DSR最具挑战性的问题是如何正确选择一致的结构并传播它们,并正确处理不一致的结构。在本文中,我们提出了一种用于引导DSR的新型关注的分层多模态融合(AHMF)网络。具体地,为了有效地提取和组合来自LR深度和HR引导的相关信息,我们提出了一种基于多模态注意力的融合(MMAF)策略,包括分层卷积层,包括特征增强块,以选择有价值的功能和特征重新校准块来统一不同外观特征的方式的相似性度量。此外,我们提出了一个双向分层特征协作(BHFC)模块,以完全利用多尺度特征之间的低级空间信息和高级结构信息。实验结果表明,在重建精度,运行速度和记忆效率方面,我们的方法优于最先进的方法。
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Existing convolutional neural networks (CNN) based image super-resolution (SR) methods have achieved impressive performance on bicubic kernel, which is not valid to handle unknown degradations in real-world applications. Recent blind SR methods suggest to reconstruct SR images relying on blur kernel estimation. However, their results still remain visible artifacts and detail distortion due to the estimation errors. To alleviate these problems, in this paper, we propose an effective and kernel-free network, namely DSSR, which enables recurrent detail-structure alternative optimization without blur kernel prior incorporation for blind SR. Specifically, in our DSSR, a detail-structure modulation module (DSMM) is built to exploit the interaction and collaboration of image details and structures. The DSMM consists of two components: a detail restoration unit (DRU) and a structure modulation unit (SMU). The former aims at regressing the intermediate HR detail reconstruction from LR structural contexts, and the latter performs structural contexts modulation conditioned on the learned detail maps at both HR and LR spaces. Besides, we use the output of DSMM as the hidden state and design our DSSR architecture from a recurrent convolutional neural network (RCNN) view. In this way, the network can alternatively optimize the image details and structural contexts, achieving co-optimization across time. Moreover, equipped with the recurrent connection, our DSSR allows low- and high-level feature representations complementary by observing previous HR details and contexts at every unrolling time. Extensive experiments on synthetic datasets and real-world images demonstrate that our method achieves the state-of-the-art against existing methods. The source code can be found at https://github.com/Arcananana/DSSR.
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引导深度超分辨率(GDSR)是多模态图像处理中的必要主题,其在同一场景的HR RGB图像的帮助下重建与次优条件的低分辨率的高分辨率(HR)深度映射。为了解决解释工作机制的挑战,提取过度转移的跨模型特征和RGB纹理,我们提出了一种新颖的离散余弦变换网络(DCTNet)来缓解三个方面的问题。首先,离散余弦变换(DCT)模块通过使用DCT来解决来自GDSR的图像域的频道明智的优化问题来重建多通道HR深度特征。其次,我们介绍了一个半耦合特征提取模块,使用共享卷积核,以提取公共功能和私有内核,以提取特定的模态特征。第三,我们采用了边缘注意机制,以突出导致导游的轮廓。广泛的定量和定性评估表明了我们的DCTNET的有效性,这优于以前的最先进方法,具有相对较少的参数。代码将公开。
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Convolutional Neural Network (CNN)-based image super-resolution (SR) has exhibited impressive success on known degraded low-resolution (LR) images. However, this type of approach is hard to hold its performance in practical scenarios when the degradation process is unknown. Despite existing blind SR methods proposed to solve this problem using blur kernel estimation, the perceptual quality and reconstruction accuracy are still unsatisfactory. In this paper, we analyze the degradation of a high-resolution (HR) image from image intrinsic components according to a degradation-based formulation model. We propose a components decomposition and co-optimization network (CDCN) for blind SR. Firstly, CDCN decomposes the input LR image into structure and detail components in feature space. Then, the mutual collaboration block (MCB) is presented to exploit the relationship between both two components. In this way, the detail component can provide informative features to enrich the structural context and the structure component can carry structural context for better detail revealing via a mutual complementary manner. After that, we present a degradation-driven learning strategy to jointly supervise the HR image detail and structure restoration process. Finally, a multi-scale fusion module followed by an upsampling layer is designed to fuse the structure and detail features and perform SR reconstruction. Empowered by such degradation-based components decomposition, collaboration, and mutual optimization, we can bridge the correlation between component learning and degradation modelling for blind SR, thereby producing SR results with more accurate textures. Extensive experiments on both synthetic SR datasets and real-world images show that the proposed method achieves the state-of-the-art performance compared to existing methods.
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卷积神经网络(CNN)不仅被广泛普及,而且在包括图像分类,恢复和生成在内的许多应用中都取得了明显的结果。尽管卷积的重量共享特性使它们在各种任务中被广泛采用,但其内容不足的特征也可以视为主要缺点。为了解决这个问题,在本文中,我们提出了一个新型操作,称为Pixel自适应核(PAKA)。 Paka通过从可学习的功能中乘以空间变化的注意力来提供对滤波器重量的方向性。所提出的方法会沿通道和空间方向分别渗入像素自适应的注意图,以使用较少的参数来解决分解模型。我们的方法可以以端到端的方式训练,并且适用于任何基于CNN的模型。此外,我们建议使用PAKA改进的信息聚合模块,称为层次PAKA模块(HPM)。与常规信息聚合模块相比,我们通过在语义细分方面提出最先进的性能来证明HPM的优势。我们通过其他消融研究来验证提出的方法,并可视化PAKA的效果,从而为卷积的权重提供了方向性。我们还通过将其应用于多模式任务,尤其是颜色引导的深度图超分辨率来显示该方法的普遍性。
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交互式图像恢复旨在通过调整几个控制系数来恢复图像,从而确定恢复强度。现有方法在学习已知降解类型和级别的监督下学习可控功能受到限制。当真正的降解与假设不同时,它们通常会遭受严重的性能下降。这样的限制是由于现实世界下降的复杂性,无法在培训期间对交互式调制提供明确的监督。但是,尚未研究如何实现现实世界中超级分辨率中的交互式调制。在这项工作中,我们提出了基于公制的实现现实世界超级分辨率(MM-REALSR)的交互式调制。具体而言,我们提出了一种无监督的退化估计策略,以估计现实情况下的降解水平。我们提出了一种度量学习策略,而不是将已知的降解水平作为对互动机制的明确监督,而是提出了一种度量策略,以将现实世界情景中的不可量化的降解水平映射到公制空间,该度量空间以不受监督的方式进行培训。此外,我们在度量学习过程中引入了锚点策略,以使度量空间的分布正常化。广泛的实验表明,所提出的MM-REALSR在现实世界中的超级分辨率中实现了出色的调制和恢复性能。代码可在https://github.com/tencentarc/mm-realsr上找到。
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近年来,在光场(LF)图像超分辨率(SR)中,深度神经网络(DNN)的巨大进展。但是,现有的基于DNN的LF图像SR方法是在单个固定降解(例如,双学的下采样)上开发的,因此不能应用于具有不同降解的超级溶解实际LF图像。在本文中,我们提出了第一种处理具有多个降解的LF图像SR的方法。在我们的方法中,开发了一个实用的LF降解模型,以近似于真实LF图像的降解过程。然后,降解自适应网络(LF-DANET)旨在将降解之前纳入SR过程。通过对具有多种合成降解的LF图像进行训练,我们的方法可以学会适应不同的降解,同时结合了空间和角度信息。对合成降解和现实世界LFS的广泛实验证明了我们方法的有效性。与现有的最新单一和LF图像SR方法相比,我们的方法在广泛的降解范围内实现了出色的SR性能,并且可以更好地推广到真实的LF图像。代码和模型可在https://github.com/yingqianwang/lf-danet上找到。
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联合超分辨率和反音调映射(SR-ITM)旨在提高具有分辨率和动态范围具有质量缺陷的视频的视觉质量。当使用4K高动态范围(HDR)电视来观看低分辨率标准动态范围(LR SDR)视频时,就会出现此问题。以前依赖于学习本地信息的方法通常在保留颜色合规性和远程结构相似性方面做得很好,从而导致了不自然的色彩过渡和纹理伪像。为了应对这些挑战,我们建议联合SR-ITM的全球先验指导的调制网络(GPGMNET)。特别是,我们设计了一个全球先验提取模块(GPEM),以提取颜色合规性和结构相似性,分别对ITM和SR任务有益。为了进一步利用全球先验并保留空间信息,我们使用一些用于中间特征调制的参数,设计多个全球先验的指导空间调制块(GSMB),其中调制参数由共享的全局先验和空间特征生成来自空间金字塔卷积块(SPCB)的地图。通过这些精心设计的设计,GPGMNET可以通过较低的计算复杂性实现更高的视觉质量。广泛的实验表明,我们提出的GPGMNET优于最新方法。具体而言,我们提出的模型在PSNR中超过了0.64 dB的最新模型,其中69 $ \%$ $ $较少,3.1 $ \ times $ speedup。该代码将很快发布。
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Deep Convolutional Neural Networks (DCNNs) have exhibited impressive performance on image super-resolution tasks. However, these deep learning-based super-resolution methods perform poorly in real-world super-resolution tasks, where the paired high-resolution and low-resolution images are unavailable and the low-resolution images are degraded by complicated and unknown kernels. To break these limitations, we propose the Unsupervised Bi-directional Cycle Domain Transfer Learning-based Generative Adversarial Network (UBCDTL-GAN), which consists of an Unsupervised Bi-directional Cycle Domain Transfer Network (UBCDTN) and the Semantic Encoder guided Super Resolution Network (SESRN). First, the UBCDTN is able to produce an approximated real-like LR image through transferring the LR image from an artificially degraded domain to the real-world LR image domain. Second, the SESRN has the ability to super-resolve the approximated real-like LR image to a photo-realistic HR image. Extensive experiments on unpaired real-world image benchmark datasets demonstrate that the proposed method achieves superior performance compared to state-of-the-art methods.
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具有高分辨率(HR)的磁共振成像(MRI)提供了更详细的信息,以进行准确的诊断和定量图像分析。尽管取得了重大进展,但大多数现有的医学图像重建网络都有两个缺陷:1)所有这些缺陷都是在黑盒原理中设计的,因此缺乏足够的解释性并进一步限制其实际应用。可解释的神经网络模型引起了重大兴趣,因为它们在处理医学图像时增强了临床实践所需的可信赖性。 2)大多数现有的SR重建方法仅使用单个对比度或使用简单的多对比度融合机制,从而忽略了对SR改进至关重要的不同对比度之间的复杂关系。为了解决这些问题,在本文中,提出了一种新颖的模型引导的可解释的深层展开网络(MGDUN),用于医学图像SR重建。模型引导的图像SR重建方法求解手动设计的目标函数以重建HR MRI。我们通过将MRI观察矩阵和显式多对比度关系矩阵考虑到末端到端优化期间,将迭代的MGDUN算法展示为新型模型引导的深层展开网络。多对比度IXI数据集和Brats 2019数据集进行了广泛的实验,证明了我们提出的模型的优势。
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高动态范围(HDR)成像是一种允许广泛的动态曝光范围的技术,这在图像处理,计算机图形和计算机视觉中很重要。近年来,使用深度学习(DL),HDR成像有重大进展。本研究对深层HDR成像方法的最新发展进行了综合和富有洞察力的调查和分析。在分层和结构上,将现有的深层HDR成像方法基于(1)输入曝光的数量/域,(2)学习任务数,(3)新传感器数据,(4)新的学习策略,(5)应用程序。重要的是,我们对关于其潜在和挑战的每个类别提供建设性的讨论。此外,我们审查了深度HDR成像的一些关键方面,例如数据集和评估指标。最后,我们突出了一些打开的问题,并指出了未来的研究方向。
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Video restoration tasks, including super-resolution, deblurring, etc, are drawing increasing attention in the computer vision community. A challenging benchmark named REDS is released in the NTIRE19 Challenge. This new benchmark challenges existing methods from two aspects:(1) how to align multiple frames given large motions, and (2) how to effectively fuse different frames with diverse motion and blur. In this work, we propose a novel Video Restoration framework with Enhanced Deformable convolutions, termed EDVR, to address these challenges. First, to handle large motions, we devise a Pyramid, Cascading and Deformable (PCD) alignment module, in which frame alignment is done at the feature level using deformable convolutions in a coarse-to-fine manner. Second, we propose a Temporal and Spatial Attention (TSA) fusion module, in which attention is applied both temporally and spatially, so as to emphasize important features for subsequent restoration. Thanks to these modules, our EDVR wins the champions and outperforms the second place by a large margin in all four tracks in the NTIRE19 video restoration and enhancement challenges. EDVR also demonstrates superior performance to state-of-the-art published methods on video super-resolution and deblurring. The code is available at https://github.com/xinntao/EDVR.
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深度完成旨在预测从深度传感器(例如Lidars)中捕获的极稀疏图的密集像素深度。它在各种应用中起着至关重要的作用,例如自动驾驶,3D重建,增强现实和机器人导航。基于深度学习的解决方案已经证明了这项任务的最新成功。在本文中,我们首次提供了全面的文献综述,可帮助读者更好地掌握研究趋势并清楚地了解当前的进步。我们通过通过对现有方法进行分类的新型分类法提出建议,研究网络体系结构,损失功能,基准数据集和学习策略的设计方面的相关研究。此外,我们在包括室内和室外数据集(包括室内和室外数据集)上进行了三个广泛使用基准测试的模型性能进行定量比较。最后,我们讨论了先前作品的挑战,并为读者提供一些有关未来研究方向的见解。
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图像超分辨率(SR)是重要的图像处理方法之一,可改善计算机视野领域的图像分辨率。在过去的二十年中,在超级分辨率领域取得了重大进展,尤其是通过使用深度学习方法。这项调查是为了在深度学习的角度进行详细的调查,对单像超分辨率的最新进展进行详细的调查,同时还将告知图像超分辨率的初始经典方法。该调查将图像SR方法分类为四个类别,即经典方法,基于学习的方法,无监督学习的方法和特定领域的SR方法。我们还介绍了SR的问题,以提供有关图像质量指标,可用参考数据集和SR挑战的直觉。使用参考数据集评估基于深度学习的方法。一些审查的最先进的图像SR方法包括增强的深SR网络(EDSR),周期循环gan(Cincgan),多尺度残留网络(MSRN),Meta残留密度网络(META-RDN) ,反复反射网络(RBPN),二阶注意网络(SAN),SR反馈网络(SRFBN)和基于小波的残留注意网络(WRAN)。最后,这项调查以研究人员将解决SR的未来方向和趋势和开放问题的未来方向和趋势。
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面部超分辨率(FSR),也称为面部幻觉,其旨在增强低分辨率(LR)面部图像以产生高分辨率(HR)面部图像的分辨率,是特定于域的图像超分辨率问题。最近,FSR获得了相当大的关注,并目睹了深度学习技术的发展炫目。迄今为止,有很少有基于深入学习的FSR的研究摘要。在本次调查中,我们以系统的方式对基于深度学习的FSR方法进行了全面审查。首先,我们总结了FSR的问题制定,并引入了流行的评估度量和损失功能。其次,我们详细说明了FSR中使用的面部特征和流行数据集。第三,我们根据面部特征的利用大致分类了现有方法。在每个类别中,我们从设计原则的一般描述开始,然后概述代表方法,然后讨论其中的利弊。第四,我们评估了一些最先进的方法的表现。第五,联合FSR和其他任务以及与FSR相关的申请大致介绍。最后,我们设想了这一领域进一步的技术进步的前景。在\ URL {https://github.com/junjun-jiang/face-hallucination-benchmark}上有一个策划的文件和资源的策划文件和资源清单
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Depth map super-resolution (DSR) has been a fundamental task for 3D computer vision. While arbitrary scale DSR is a more realistic setting in this scenario, previous approaches predominantly suffer from the issue of inefficient real-numbered scale upsampling. To explicitly address this issue, we propose a novel continuous depth representation for DSR. The heart of this representation is our proposed Geometric Spatial Aggregator (GSA), which exploits a distance field modulated by arbitrarily upsampled target gridding, through which the geometric information is explicitly introduced into feature aggregation and target generation. Furthermore, bricking with GSA, we present a transformer-style backbone named GeoDSR, which possesses a principled way to construct the functional mapping between local coordinates and the high-resolution output results, empowering our model with the advantage of arbitrary shape transformation ready to help diverse zooming demand. Extensive experimental results on standard depth map benchmarks, e.g., NYU v2, have demonstrated that the proposed framework achieves significant restoration gain in arbitrary scale depth map super-resolution compared with the prior art. Our codes are available at https://github.com/nana01219/GeoDSR.
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盲级超分辨率(SR)旨在从低分辨率(LR)图像中恢复高质量的视觉纹理,通常通过下采样模糊内核和添加剂噪声来降解。由于现实世界中复杂的图像降解的挑战,此任务非常困难。现有的SR方法要么假定预定义的模糊内核或固定噪声,这限制了这些方法在具有挑战性的情况下。在本文中,我们提出了一个用于盲目超级分辨率(DMSR)的降解引导的元修复网络,该网络促进了真实病例的图像恢复。 DMSR由降解提取器和元修复模块组成。萃取器估计LR输入中的降解,并指导元恢复模块以预测恢复参数的恢复参数。 DMSR通过新颖的降解一致性损失和重建损失共同优化。通过这样的优化,DMSR在三个广泛使用的基准上以很大的边距优于SOTA。一项包括16个受试者的用户研究进一步验证了现实世界中的盲目SR任务中DMSR的优势。
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随着深度学习(DL)的出现,超分辨率(SR)也已成为一个蓬勃发展的研究领域。然而,尽管结果有希望,但该领域仍然面临需要进一步研究的挑战,例如,允许灵活地采样,更有效的损失功能和更好的评估指标。我们根据最近的进步来回顾SR的域,并检查最新模型,例如扩散(DDPM)和基于变压器的SR模型。我们对SR中使用的当代策略进行了批判性讨论,并确定了有前途但未开发的研究方向。我们通过纳入该领域的最新发展,例如不确定性驱动的损失,小波网络,神经体系结构搜索,新颖的归一化方法和最新评估技术来补充先前的调查。我们还为整章中的模型和方法提供了几种可视化,以促进对该领域趋势的全球理解。最终,这篇综述旨在帮助研究人员推动DL应用于SR的界限。
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