When one captures images in low-light conditions, the images often suffer from low visibility. Besides degrading the visual aesthetics of images, this poor quality may also significantly degenerate the performance of many computer vision and multimedia algorithms that are primarily designed for highquality inputs. In this paper, we propose a simple yet effective low-light image enhancement (LIME) method. More concretely, the illumination of each pixel is first estimated individually by finding the maximum value in R, G and B channels. Further, we refine the initial illumination map by imposing a structure prior on it, as the final illumination map. Having the wellconstructed illumination map, the enhancement can be achieved accordingly. Experiments on a number of challenging low-light images are present to reveal the efficacy of our LIME and show its superiority over several state-of-the-arts in terms of enhancement quality and efficiency.

在低光环境中捕获的图像经常遭受复杂的降级。简单地调整光不可避免地导致隐藏噪声和颜色失真的突发。从退化投入寻求满足的照明，清洁和现实主义的结果​​，这篇论文提出了一种灵感来自分界和规则原则的新颖框架，大大减轻了退化纠缠。假设图像可以被分解成纹理（具有可能的噪声）和颜色分量，可以具体地执行噪声去除和颜色校正以及光调节。为此目的，我们建议将来自RGB空间的图像转换为亮度色度。可调节的噪声抑制网络设计用于消除亮度亮度的噪声，其具有估计的照明图以指示噪声升高水平。增强型亮度进一步用于色度映射器的指导，以产生现实颜色。进行了广泛的实验，揭示了我们设计的有效性，并在几个基准数据集上展示了定量和定性的最先进的替代方案的优势。我们的代码在HTTPS://github.com/mingcv/bread下公开提供。

This paper presents a novel intrinsic image transfer (IIT) algorithm for illumination manipulation, which creates a local image translation between two illumination surfaces. This model is built on an optimization-based framework consisting of three photo-realistic losses defined on the sub-layers factorized by an intrinsic image decomposition. We illustrate that all losses can be reduced without the necessity of taking an intrinsic image decomposition under the well-known spatial-varying illumination illumination-invariant reflectance prior knowledge. Moreover, with a series of relaxations, all of them can be directly defined on images, giving a closed-form solution for image illumination manipulation. This new paradigm differs from the prevailing Retinex-based algorithms, as it provides an implicit way to deal with the per-pixel image illumination. We finally demonstrate its versatility and benefits to the illumination-related tasks such as illumination compensation, image enhancement, and high dynamic range (HDR) image compression, and show the high-quality results on natural image datasets.

增强低光图像的质量在许多图像处理和多媒体应用中起着非常重要的作用。近年来，已经开发出各种深入的学习技术来解决这一具有挑战性的任务。典型的框架是同时估计照明和反射率，但它们忽略了在特征空间中封装的场景级上下文信息，从而导致许多不利的结果，例如，细节损失，颜色不饱和，工件等。为了解决这些问题，我们开发了一个新的上下文敏感的分解网络架构，用于利用空间尺度上的场景级上下文依赖项。更具体地说，我们构建了一种双流估计机制，包括反射率和照明估计网络。我们设计一种新的上下文敏感的分解连接来通过结合物理原理来桥接双流机制。进一步构建了空间改变的照明引导，用于实现照明组件的边缘感知平滑性特性。根据不同的培训模式，我们构建CSDNet（配对监督）和CSDGAN（UNS满分监督），以充分评估我们设计的架构。我们在七个测试基准测试中测试我们的方法，以进行大量的分析和评估的实验。由于我们设计的上下文敏感的分解连接，我们成功实现了出色的增强结果，这完全表明我们对现有最先进的方法的优势。最后，考虑到高效的实际需求，我们通过减少通道数来开发轻量级CSDNet（命名为LiteCsdnet）。此外，通过为这两个组件共享编码器，我们获得更轻量级的版本（短路SLITECSDNET）。 SLITECSDNET只包含0.0301M参数，但达到与CSDNET几乎相同的性能。

A self-supervised adaptive low-light video enhancement (SALVE) method is proposed in this work. SALVE first conducts an effective Retinex-based low-light image enhancement on a few key frames of an input low-light video. Next, it learns mappings from the low- to enhanced-light frames via Ridge regression. Finally, it uses these mappings to enhance the remaining frames in the input video. SALVE is a hybrid method that combines components from a traditional Retinex-based image enhancement method and a learning-based method. The former component leads to a robust solution which is easily adaptive to new real-world environments. The latter component offers a fast, computationally inexpensive and temporally consistent solution. We conduct extensive experiments to show the superior performance of SALVE. Our user study shows that 87% of participants prefer SALVE over prior work.

基于深度学习的低光图像增强方法通常需要巨大的配对训练数据，这对于在现实世界的场景中捕获是不切实际的。最近，已经探索了无监督的方法来消除对成对训练数据的依赖。然而，由于没有前衣，它们在不同的现实情景中表现得不稳定。为了解决这个问题，我们提出了一种基于先前（HEP）的有效预期直方图均衡的无监督的低光图像增强方法。我们的作品受到了有趣的观察，即直方图均衡增强图像的特征图和地面真理是相似的。具体而言，我们制定了HEP，提供了丰富的纹理和亮度信息。嵌入一​​个亮度模块（LUM），它有助于将低光图像分解为照明和反射率图，并且反射率图可以被视为恢复的图像。然而，基于Retinex理论的推导揭示了反射率图被噪声污染。我们介绍了一个噪声解剖学模块（NDM），以解除反射率图中的噪声和内容，具有不配对清洁图像的可靠帮助。通过直方图均衡的先前和噪声解剖，我们的方法可以恢复更精细的细节，更有能力抑制现实世界低光场景中的噪声。广泛的实验表明，我们的方法对最先进的无监督的低光增强算法有利地表现出甚至与最先进的监督算法匹配。

现有的图像增强方法无法达到预期，因为由于它们很难同时改善全球和本地图像对比度。为了解决这个问题，我们提出了一种基于直方图均衡的方法，该方法适应了亮度增强的数据依赖性要求，并提高了细节的可见性，而不会失去全局对比度。该方法将图像上下文提供的空间信息包含在密度估计中，以进行判别直方图均衡。为了最大程度地减少非均匀照明的不利影响，我们建议根据用边缘保留平滑估计的图像反射率来定义空间信息。我们的方法特别适合确定应如何调整背景亮度，并揭示隐藏在黑暗中的有用图像细节。

在不完美亮度条件下采取的照片的视觉质量可以通过多种因素来退化，例如，低亮度，成像噪声，颜色失真等。目前的低灯图像增强型号仅关注较低亮度的改善，或者简单地处理整体的所有退化因子，导致次优性能。在本文中，我们建议将增强模型分成两个顺序阶段。第一阶段侧重于基于像素明智的非线性映射来提高场景可见性。第二阶段专注于通过抑制其余变性因素来改善外观保真度。解耦模型有助于两个方面的增强。一方面，整个低光增强可以分为两个更容易的子组织。第一个只旨在增强可见性。它还有助于弥合低光和常光图像之间的大强度间隙。以这种方式，第二个子摊可以成形为局部外观调整。另一方面，由于从第一阶段学习的参数矩阵意识到亮度分布和场景结构，因此可以作为互补信息结合到第二阶段。在实验中，与其他低光图像增强模型相比，我们的模型在定性和定量比较方面表现出最先进的性能。此外，消融研究还验证了我们模型在多个方面的有效性，例如模型结构和损失功能。训练有素的模型可在https://github.com/hanxuhfut/decoupled-low-light-image-enhancement获得。

The paper presents a novel method, Zero-Reference Deep Curve Estimation (Zero-DCE), which formulates light enhancement as a task of image-specific curve estimation with a deep network. Our method trains a lightweight deep network, DCE-Net, to estimate pixel-wise and high-order curves for dynamic range adjustment of a given image. The curve estimation is specially designed, considering pixel value range, monotonicity, and differentiability. Zero-DCE is appealing in its relaxed assumption on reference images, i.e., it does not require any paired or unpaired data during training. This is achieved through a set of carefully formulated non-reference loss functions, which implicitly measure the enhancement quality and drive the learning of the network. Our method is efficient as image enhancement can be achieved by an intuitive and simple nonlinear curve mapping. Despite its simplicity, we show that it generalizes well to diverse lighting conditions. Extensive experiments on various benchmarks demonstrate the advantages of our method over state-of-the-art methods qualitatively and quantitatively. Furthermore, the potential benefits of our Zero-DCE to face detection in the dark are discussed.

在弱照明条件下捕获的图像可能会严重降低图像质量。求解一系列低光图像的降解可以有效地提高图像的视觉质量和高级视觉任务的性能。在本研究中，提出了一种新的基于RETINEX的实际网络（R2RNET），用于低光图像增强，其包括三个子网：DECOM-NET，DENOISE-NET和RELIGHT-NET。这三个子网分别用于分解，去噪，对比增强和细节保存。我们的R2RNET不仅使用图像的空间信息来提高对比度，还使用频率信息来保留细节。因此，我们的模型对所有退化的图像进行了更强大的结果。与在合成图像上培训的最先前的方法不同，我们收集了第一个大型现实世界配对的低/普通灯图像数据集（LSRW数据集），以满足培训要求，使我们的模型具有更好的现实世界中的泛化性能场景。对公共数据集的广泛实验表明，我们的方法在定量和视觉上以现有的最先进方法优于现有的现有方法。此外，我们的结果表明，通过使用我们在低光条件下的方法获得的增强的结果，可以有效地改善高级视觉任务（即面部检测）的性能。我们的代码和LSRW数据集可用于：https：//github.com/abcdef2000/r2rnet。

作为有效的图像对比度增强（CE）工具，先前通过将伽马参数与图像中像素灰度的累积分布函数（CDF）相关联，以前提出了自适应伽马校正（AGC）。ACG很好地处理了大多数昏暗的图像，但对于全球明亮的图像和带有局部明亮区域的昏暗图像失败。在实际场景中，这两类亮度延伸的图像是通用的，例如暴露不当和白对象区域。为了减轻此类缺陷，我们在这里提出了改进的AGC算法。负面图像的新型策略用于实现明亮图像的CE，并采用截短CDF调制的伽马校正来增强昏暗的γ。因此，可以缓解局部过度增强和结构失真。定性和定量实验结果都表明，我们提出的方法始终取得良好的CE结果。

低光图像增强（LLIE）旨在提高在环境中捕获的图像的感知或解释性，较差的照明。该领域的最新进展由基于深度学习的解决方案为主，其中许多学习策略，网络结构，丢失功能，培训数据等已被采用。在本文中，我们提供了全面的调查，以涵盖从算法分类到开放问题的各个方面。为了检查现有方法的概括，我们提出了一个低光图像和视频数据集，其中图像和视频是在不同的照明条件下的不同移动电话的相机拍摄的。除此之外，我们首次提供统一的在线平台，涵盖许多流行的LLIE方法，其中结果可以通过用户友好的Web界面生产。除了在公开和我们拟议的数据集上对现有方法的定性和定量评估外，我们还验证了他们在黑暗中的脸部检测中的表现。这项调查与拟议的数据集和在线平台一起作为未来研究的参考来源和促进该研究领域的发展。拟议的平台和数据集以及收集的方法，数据集和评估指标是公开可用的，并将经常更新。

The quantitative evaluation of optical flow algorithms by Barron et al. (1994) led to significant advances in performance. The challenges for optical flow algorithms today go beyond the datasets and evaluation methods proposed in that paper. Instead, they center on problems associated with complex natural scenes, including nonrigid motion, real sensor noise, and motion discontinuities. We propose a new set of benchmarks and evaluation methods for the next generation of optical flow algorithms. To that end, we contribute four types of data to test different aspects of optical flow algorithms: (1) sequences with nonrigid motion where the ground-truth flow is determined by A preliminary version of this paper appeared in the IEEE International Conference on Computer Vision (Baker et al. 2007).

在这项工作中，我们研究了非盲目图像解卷积的问题，并提出了一种新的经常性网络架构，其导致高图像质量的竞争性恢复结果。通过现有大规模线性求解器的计算效率和稳健性的推动，我们设法将该问题的解决方案表达为一系列自适应非负数最小二乘问题的解决方案。这引发了我们提出的复发性最小二乘因解网络（RLSDN）架构，其包括在其输入和输出之间施加线性约束的隐式层。通过设计，我们的网络管理以同时服务两个重要的目的。首先，它隐含地模拟了可以充分表征这组自然图像的有效图像，而第二种是它恢复相应的最大后验（MAP）估计。近期最先进的方法的公开数据集的实验表明，我们提出的RLSDN方法可以实现所有测试方案的灰度和彩色图像的最佳报告性能。此外，我们介绍了一种新颖的培训策略，可以通过任何网络架构采用，这些架构涉及线性系统作为其管道的一部分的解决方案。我们的策略完全消除了线性求解器所需迭代的需要，因此，它在训练期间显着降低了内存占用。因此，这使得能够培训更深的网络架构，这可以进一步提高重建结果。

在弱光条件下获得的图像将严重影响图像的质量。解决较差的弱光图像质量的问题可以有效地提高图像的视觉质量，并更好地改善计算机视觉的可用性。此外，它在许多领域都具有非常重要的应用。本文提出了基于视网膜的Deanet，以增强弱光图像。它将图像的频率信息和内容信息结合到三个子网络中：分解网络，增强网络和调整网络。这三个子网络分别用于分解，变形，对比度增强和细节保存，调整和图像产生。我们的模型对于所有低光图像都具有良好的良好结果。该模型对公共数据集进行了培训，实验结果表明，就视力和质量而言，我们的方法比现有的最新方法更好。

尽管图像增强的最新进展，但现有方法仍然很难适应弱光和正常光图像的亮度和对比度。为了解决这个问题，我们提出了一种新型的2D直方直方图均衡方法。它假设强度发生和同时存在相互依赖，并通过在强度共发生的分布（2D直方图）上进行边缘化，从而导致强度发生的分布（1D直方图）。该方案更有效地改善了全局对比度，并减少了噪声扩增。2D直方图是通过将图像反射率中的局部像素值差异纳入密度估计中以减轻暗照明条件的不利影响的定义。超过500张图像用于评估，证明了我们的方法优于现有研究。它可以充分提高低光图像的亮度，同时避免正常光明图像中过度增强。

移动设备上的低光成像通常是由于不足的孔径穿过相对较小的孔径而挑战，导致信噪比较低。以前的大多数关于低光图像处理的作品仅关注单个任务，例如照明调整，颜色增强或删除噪声；或在密切依赖于从特定的摄像机模型中收集的长时间曝光图像对的关节照明调整和降解任务上，因此，这些方法在需要摄像机特定的关节增强和恢复的现实环境中不太实用且可推广。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个低光图像处理框架，该框架可以执行关节照明调整，增强色彩和降解性。考虑到模型特异性数据收集的难度和捕获图像的超高定义，我们设计了两个分支：系数估计分支以及关节增强和denoising分支。系数估计分支在低分辨率空间中起作用，并预测通过双边学习增强的系数，而关节增强和去核分支在全分辨率空间中工作，并逐步执行关节增强和脱氧。与现有方法相反，我们的框架在适应另一个摄像机模型时不需要回忆大量数据，这大大减少了微调我们用于实际使用方法所需的努力。通过广泛的实验，与当前的最新方法相比，我们在现实世界中的低光成像应用中证明了它的巨大潜力。

在低灯条件下捕获的图像遭受低可视性和各种成像伪影，例如真实噪音。现有的监督启示算法需要大量的像素对齐的训练图像对，这很难在实践中准备。虽然弱监督或无人监督的方法可以缓解这些挑战，但不使用配对的训练图像，由于缺乏相应的监督，一些现实世界的文物不可避免地被错误地放大。在本文中，而不是使用完美的对齐图像进行培训，我们创造性地使用未对准的现实世界图像作为指导，这很容易收集。具体地，我们提出了一个交叉图像解剖线程（CIDN），以分别提取来自低/常光图像的交叉图像亮度和图像特定内容特征。基于此，CIDN可以同时校正特征域中的亮度和抑制图像伪像，其在很大程度上将鲁棒性增加到像素偏移。此外，我们收集了一个新的低光图像增强数据集，包括具有现实世界腐败的未对准培训图像。实验结果表明，我们的模型在新建议的数据集和其他流行的低光数据集中实现了最先进的表演。

It is known that the decomposition in low-rank and sparse matrices (\textbf{L+S} for short) can be achieved by several Robust PCA techniques. Besides the low rankness, the local smoothness (\textbf{LSS}) is a vitally essential prior for many real-world matrix data such as hyperspectral images and surveillance videos, which makes such matrices have low-rankness and local smoothness properties at the same time. This poses an interesting question: Can we make a matrix decomposition in terms of \textbf{L\&LSS +S } form exactly? To address this issue, we propose in this paper a new RPCA model based on three-dimensional correlated total variation regularization (3DCTV-RPCA for short) by fully exploiting and encoding the prior expression underlying such joint low-rank and local smoothness matrices. Specifically, using a modification of Golfing scheme, we prove that under some mild assumptions, the proposed 3DCTV-RPCA model can decompose both components exactly, which should be the first theoretical guarantee among all such related methods combining low rankness and local smoothness. In addition, by utilizing Fast Fourier Transform (FFT), we propose an efficient ADMM algorithm with a solid convergence guarantee for solving the resulting optimization problem. Finally, a series of experiments on both simulations and real applications are carried out to demonstrate the general validity of the proposed 3DCTV-RPCA model.

在极低光线条件下捕获图像会对标准相机管道带来重大挑战。图像变得太黑了，太吵了，这使得传统的增强技术几乎不可能申请。最近，基于学习的方法已经为此任务显示了非常有希望的结果，因为它们具有更大的表现力能力来允许提高质量。这些研究中的激励，在本文中，我们的目标是利用爆破摄影来提高性能，并从极端暗的原始图像获得更加锐利和更准确的RGB图像。我们提出的框架的骨干是一种新颖的粗良好网络架构，逐步产生高质量的输出。粗略网络预测了低分辨率，去噪的原始图像，然后将其馈送到精细网络以恢复微尺的细节和逼真的纹理。为了进一步降低噪声水平并提高颜色精度，我们将该网络扩展到置换不变结构，使得它作为输入突发为低光图像，并在特征级别地合并来自多个图像的信息。我们的实验表明，我们的方法通过生产更详细和相当更高的质量的图像来引起比最先进的方法更令人愉悦的结果。