深度是自治车辆以感知障碍的重要信息。由于价格相对较低，单目一体相机的小尺寸，从单个RGB图像的深度估计引起了对研究界的兴趣。近年来，深神经网络（DNN）的应用已经显着提高了单眼深度估计（MDE）的准确性。最先进的方法通常设计在复杂和极其深的网络架构之上，需要更多的计算资源，而不使用高端GPU实时运行。虽然一些研究人员试图加速运行速度，但深度估计的准确性降低，因为压缩模型不代表图像。另外，现有方法使用的特征提取器的固有特性导致产生的特征图中的严重空间信息丢失，这也损害了小型图像的深度估计的精度。在本研究中，我们有动力设计一种新颖且有效的卷积神经网络（CNN），其连续地组装两个浅编码器解码器样式子网，以解决这些问题。特别是，我们强调MDE准确性和速度之间的权衡。已经在NYU深度V2，Kitti，Make3D和虚幻数据集上进行了广泛的实验。与拥有极其深层和复杂的架构的最先进的方法相比，所提出的网络不仅可以实现可比性的性能，而且在单个不那么强大的GPU上以更快的速度运行。

作为许多自主驾驶和机器人活动的基本组成部分，如自我运动估计，障碍避免和场景理解，单眼深度估计（MDE）引起了计算机视觉和机器人社区的极大关注。在过去的几十年中，已经开发了大量方法。然而，据我们所知，对MDE没有全面调查。本文旨在通过审查1970年至2021年之间发布的197个相关条款来弥补这一差距。特别是，我们为涵盖各种方法的MDE提供了全面的调查，介绍了流行的绩效评估指标并汇总公开的数据集。我们还总结了一些代表方法的可用开源实现，并比较了他们的表演。此外，我们在一些重要的机器人任务中审查了MDE的应用。最后，我们通过展示一些有希望的未来研究方向来结束本文。预计本调查有助于读者浏览该研究领域。

This paper addresses the problem of estimating the depth map of a scene given a single RGB image. We propose a fully convolutional architecture, encompassing residual learning, to model the ambiguous mapping between monocular images and depth maps. In order to improve the output resolution, we present a novel way to efficiently learn feature map up-sampling within the network. For optimization, we introduce the reverse Huber loss that is particularly suited for the task at hand and driven by the value distributions commonly present in depth maps. Our model is composed of a single architecture that is trained end-to-end and does not rely on post-processing techniques, such as CRFs or other additional refinement steps. As a result, it runs in real-time on images or videos. In the evaluation, we show that the proposed model contains fewer parameters and requires fewer training data than the current state of the art, while outperforming all approaches on depth estimation. Code and models are publicly available 5 .

Monocular depth estimation, which plays a crucial role in understanding 3D scene geometry, is an ill-posed problem. Recent methods have gained significant improvement by exploring image-level information and hierarchical features from deep convolutional neural networks (DC-NNs). These methods model depth estimation as a regression problem and train the regression networks by minimizing mean squared error, which suffers from slow convergence and unsatisfactory local solutions. Besides, existing depth estimation networks employ repeated spatial pooling operations, resulting in undesirable low-resolution feature maps. To obtain high-resolution depth maps, skipconnections or multi-layer deconvolution networks are required, which complicates network training and consumes much more computations. To eliminate or at least largely reduce these problems, we introduce a spacing-increasing discretization (SID) strategy to discretize depth and recast depth network learning as an ordinal regression problem. By training the network using an ordinary regression loss, our method achieves much higher accuracy and faster convergence in synch. Furthermore, we adopt a multi-scale network structure which avoids unnecessary spatial pooling and captures multi-scale information in parallel.The method described in this paper achieves state-ofthe-art results on four challenging benchmarks, i.e., KITTI [18], ScanNet [10], Make3D [51], and NYU Depth v2 [43], and win the 1st prize in Robust Vision Challenge 2018. Code has been made available at: https://github. com/hufu6371/DORN .

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。

建立新型观点综合的最近进展后，我们提出了改善单眼深度估计的应用。特别是，我们提出了一种在三个主要步骤中分开的新颖训练方法。首先，单眼深度网络的预测结果被扭转到额外的视点。其次，我们应用一个额外的图像综合网络，其纠正并提高了翘曲的RGB图像的质量。通过最小化像素-WISE RGB重建误差，该网络的输出需要尽可能类似地查看地面真实性视图。第三，我们将相同的单眼深度估计重新应用于合成的第二视图点，并确保深度预测与相关的地面真理深度一致。实验结果证明，我们的方法在Kitti和Nyu-Deaft-V2数据集上实现了最先进的或可比性，具有轻量级和简单的香草U-Net架构。

跳过连接是编码器网络中的基本单元，能够改善神经网络的特征宣传。但是，大多数带有跳过连接的方法仅连接了编码器和解码器中相同分辨率的连接功能，这忽略了编码器中的信息损失，而图层的进度更深。为了利用编码器较浅层中特征的信息损失，我们提出了一个完整的跳过连接网络（FSCN），以实现单眼深度估计任务。此外，要更接近跳过连接中的功能，我们提出了一个自适应串联模块（ACM）。此外，我们对FSCN和FSCN的室内和室内数据集（即Kitti Dataste和NYU DEPTH DATASET）进行了广泛的实验。

单眼深度估计和语义分割是场景理解的两个基本目标。由于任务交互的优点，许多作品研究了联合任务学习算法。但是，大多数现有方法都无法充分利用语义标签，忽略提供的上下文结构，并且仅使用它们来监督分段拆分的预测，这限制了两个任务的性能。在本文中，我们提出了一个网络注入了上下文信息（CI-Net）来解决问题。具体而言，我们在编码器中引入自我关注块以产生注意图。通过由语义标签创建的理想注意图的监督，网络嵌入了上下文信息，使得它可以更好地理解场景并利用相关特征来进行准确的预测。此外，构造了一个特征共享模块，以使任务特征深入融合，并且设计了一致性损耗，以使特征相互引导。我们在NYU-Deaft-V2和Sun-RGBD数据集上评估所提出的CI-Net。实验结果验证了我们所提出的CI-Net可以有效提高语义分割和深度估计的准确性。

近年来，尤其是在户外环境中，自我监督的单眼深度估计已取得了重大进展。但是，在大多数现有数据被手持设备捕获的室内场景中，深度预测结果无法满足。与室外环境相比，使用自我监督的方法估算室内环境的单眼视频深度，导致了两个额外的挑战：（i）室内视频序列的深度范围在不同的框架上有很大变化，使深度很难进行。网络以促进培训的一致深度线索； （ii）用手持设备记录的室内序列通常包含更多的旋转运动，这使姿势网络难以预测准确的相对摄像头姿势。在这项工作中，我们通过对这些挑战进行特殊考虑并巩固了一系列良好实践，以提高自我监督的单眼深度估计室内环境的表现，从而提出了一种新颖的框架单声道++。首先，提出了具有基于变压器的比例回归网络的深度分解模块，以明确估算全局深度尺度因子，预测的比例因子可以指示最大深度值。其次，我们不像以前的方法那样使用单阶段的姿势估计策略，而是建议利用残留姿势估计模块来估计相对摄像机在连续迭代的跨帧中构成。第三，为了为我们的残留姿势估计模块纳入广泛的坐标指南，我们建议直接在输入上执行坐标卷积编码，以实现姿势网络。提出的方法在各种基准室内数据集（即Euroc Mav，Nyuv2，扫描仪和7片）上进行了验证，证明了最先进的性能。

在本文中，我们的目标是在各种照明条件下解决复杂场景中一致的深度预测问题。现有的基于RGB-D传感器或虚拟渲染的室内数据集具有两个关键限制 - 稀疏深度映射（NYU深度V2）和非现实照明（Sun CG，SceneNet RGB-D）。我们建议使用Internet 3D室内场景并手动调整其照明，以呈现照片逼真的RGB照片及其相应的深度和BRDF地图，获取名为Vari DataSet的新室内深度数据集。通过在编码特征上应用深度可分离扩张的卷积来处理全局信息并减少参数，提出了一个名为DCA的简单卷积块。我们对这些扩张的特征进行横向关注，以保留不同照明下深度预测的一致性。通过将其与Vari数据集上的当前最先进的方法进行比较来评估我们的方法，并且在我们的实验中观察到显着改善。我们还开展了融合研究，Finetune我们的NYU深度V2模型，并评估了真实数据，以进一步验证我们的DCA块的有效性。代码，预先训练的权重和vari数据集是开放的。

尽管现有的单眼深度估计方法取得了长足的进步，但由于网络的建模能力有限和规模歧义问题，预测单个图像的准确绝对深度图仍然具有挑战性。在本文中，我们介绍了一个完全视觉上的基于注意力的深度（Vadepth）网络，在该网络中，将空间注意力和通道注意都应用于所有阶段。通过在远距离沿空间和通道维度沿空间和通道维度的特征的依赖关系连续提取，Vadepth网络可以有效地保留重要的细节并抑制干扰特征，以更好地感知场景结构，以获得更准确的深度估计。此外，我们利用几何先验来形成规模约束，以进行比例感知模型培训。具体而言，我们使用摄像机和由地面点拟合的平面之间的距离构建了一种新颖的规模感知损失，该平面与图像底部中间的矩形区域的像素相对应。 Kitti数据集的实验结果表明，该体系结构达到了最新性能，我们的方法可以直接输出绝对深度而无需后处理。此外，我们在Seasondepth数据集上的实验还证明了我们模型对多个看不见的环境的鲁棒性。

深度估计是3D重建的具有挑战性的任务，以提高环境意识的准确性感测。这项工作带来了一系列改进的新解决方案，与现有方法相比，增加了一系列改进，这增加了对深度图的定量和定性理解。最近，卷积神经网络（CNN）展示了估计单眼图象的深度图的非凡能力。然而，传统的CNN不支持拓扑结构，它们只能在具有确定尺寸和重量的常规图像区域上工作。另一方面，图形卷积网络（GCN）可以处理非欧几里德数据的卷积，并且它可以应用于拓扑结构内的不规则图像区域。因此，在这项工作中为了保护对象几何外观和分布，我们的目的是利用GCN进行自我监督的深度估计模型。我们的模型包括两个并行自动编码器网络：第一个是一个自动编码器，它取决于Reset-50，并从输入图像和多尺度GCN上提取功能以估计深度图。反过来，第二网络将用于基于Reset-18的两个连续帧之间估计自我运动矢量（即3D姿势）。估计的3D姿势和深度图都将用于构建目标图像。使用与光度，投影和平滑度相关的损耗函数的组合用于应对不良深度预测，并保持对象的不连续性。特别是，我们的方法提供了可比性和有前途的结果，在公共基准和Make3D数据集中的高预测精度为89％，与最先进的解决方案相比，培训参数的数量减少了40％。源代码在https://github.com/arminmasoumian/gcndepth.git上公开可用

语义分割是将类标签分配给图像中每个像素的问题，并且是自动车辆视觉堆栈的重要组成部分，可促进场景的理解和对象检测。但是，许多表现最高的语义分割模型非常复杂且笨拙，因此不适合在计算资源有限且低延迟操作的板载自动驾驶汽车平台上部署。在这项调查中，我们彻底研究了旨在通过更紧凑，更有效的模型来解决这种未对准的作品，该模型能够在低内存嵌入式系统上部署，同时满足实时推理的限制。我们讨论了该领域中最杰出的作品，根据其主要贡献将它们置于分类法中，最后我们评估了在一致的硬件和软件设置下，所讨论模型的推理速度，这些模型代表了具有高端的典型研究环境GPU和使用低内存嵌入式GPU硬件的现实部署方案。我们的实验结果表明，许多作品能够在资源受限的硬件上实时性能，同时说明延迟和准确性之间的一致权衡。

随着深度学习的出现，估计来自单个RGB图像的深度最近受到了很多关注，能够赋予许多不同的应用，从用于计算电影的机器人的路径规划范围。尽管如此，虽然深度地图完全可靠，但对象不连续的估计仍然远非令人满意。这可以有助于卷积运营商自然地聚集在对象不连续性的特征的事实中，导致平滑的过渡而不是明确的边界。因此，为了规避这个问题，我们提出了一种新颖的卷积运营商，明确地定制，以避免不同对象部件的特征聚合。特别地，我们的方法基于借助于超像素估计每个部分深度值。所提出的卷积运算符，我们将“实例卷积”，然后仅在估计的超像素的基础上单独考虑每个对象部分。我们对NYUV2以及IBIMS数据集的评估清楚地展示了在估计遮挡边界周围估算深度的经典卷积上的实例卷积的优越性，同时在其他地方产生了可比结果。代码将在接受时公开提供。

深度估计是近年来全景图像3D重建的关键步骤。 Panorama图像保持完整的空间信息，但与互联的投影引入失真。在本文中，我们提出了一种基于自适应组合扩张的卷积的ACDNet，以预测单眼地全景图像的密集深度图。具体地，我们将卷积核与不同的扩张相结合，以延长昼夜投影中的接收领域。同时，我们介绍了一个自适应渠道 - 明智的融合模块，总结了特征图，并在频道的接收领域中获得不同的关注区域。由于利用通道的注意力构建自适应通道 - 明智融合模块，网络可以有效地捕获和利用跨通道上下文信息。最后，我们对三个数据集（虚拟和现实世界）进行深度估计实验，实验结果表明，我们所提出的ACDNET基本上优于当前的最先进（SOTA）方法。我们的代码和模型参数在https://github.com/zcq15/acdnet中访问。

Although cameras are ubiquitous, robotic platforms typically rely on active sensors like LiDAR for direct 3D perception. In this work, we propose a novel self-supervised monocular depth estimation method combining geometry with a new deep network, PackNet, learned only from unlabeled monocular videos. Our architecture leverages novel symmetrical packing and unpacking blocks to jointly learn to compress and decompress detail-preserving representations using 3D convolutions. Although self-supervised, our method outperforms other self, semi, and fully supervised methods on the KITTI benchmark. The 3D inductive bias in PackNet enables it to scale with input resolution and number of parameters without overfitting, generalizing better on out-of-domain data such as the NuScenes dataset. Furthermore, it does not require large-scale supervised pretraining on ImageNet and can run in real-time. Finally, we release DDAD (Dense Depth for Automated Driving), a new urban driving dataset with more challenging and accurate depth evaluation, thanks to longer-range and denser ground-truth depth generated from high-density LiDARs mounted on a fleet of self-driving cars operating world-wide. †

深度估计在计算机视觉社区中越来越受欢迎，并且仍然很难仅使用一个单个RGB图像恢复精确的深度图。在这项工作中，我们观察了现有方法倾向于表现出不对称误差的现象，这可能会为准确和坚固的深度估计开辟一个新的方向。我们仔细调查了该现象，并构建了一个两级合奏计划Nenet，将多种预测的多种预测集成到不同的基础预测。 NENET形成更可靠的深度估计器，这大大提升了基础预测器的性能。值得注意的是，这是第一次尝试引入集成学习，并评估其符合我们知识中的单眼深度估计的效用。广泛的实验表明，拟议的NENET比NYU-Deaft-V2和Kitti数据集上以前的最先进方法实现了更好的结果。特别是，我们的方法将先前最先进的方法从0.365到0.349上的NYU数据集上的公制RMSE提高到0.349。为了验证相机的概括性，我们直接将培训的型号应用于NYU数据集的模型到Sun RGB-D数据集，而无需任何微调，并且实现了卓越的结果，这表明其具有强大的普遍性。源代码和培训的型号将公开接受。

卷积神经网络在寻址像素级预测任务中的主要进展，例如语义分割，深度估计，表面正常预测等，从他们的强大功能中受益于视觉表现学习。通常，本领域模型的状态集成了对改进的深度特征表示的关注机制。最近，一些作品已经证明了学习的重要性，并结合了深度特征细化的空间和通道介绍。在本文中，WEAIM在有效地提升之前的方法和提出统一的深度框架，以便以原则的方式共同学习空间注意图和信道注意矢量，以便构建由此两种类型的注意力之间的引起的张量和模型相互作用。具体地，我们将估计和相互作用集成了概率表示学习框架内的关注，导致变分结构注意网络（Vista-net）。我们在神经网络内实现推理规则，从而允许概率的端到端学习和CNN前端参数。正如我们对六个大型数据集的大量实证评估所证明的致密视觉预测，Vista-Net在多个连续和离散预测任务中优于最先进的，从而确认在联合结构空间中提出的方法的益处 - 深度代表学习的关注估计。该代码可在https://github.com/ygjwd12345/vista-ner上获得。

透明的物体广泛用于工业自动化和日常生活中。但是，强大的视觉识别和对透明物体的感知一直是一个主要挑战。目前，由于光的折射和反射，大多数商用级深度摄像机仍然不擅长感知透明物体的表面。在这项工作中，我们从单个RGB-D输入中提出了一种基于变压器的透明对象深度估计方法。我们观察到，变压器的全球特征使得更容易提取上下文信息以执行透明区域的深度估计。此外，为了更好地增强细粒度的特征，功能融合模块（FFM）旨在帮助连贯的预测。我们的经验证据表明，与以前的最新基于卷积的数据集相比，我们的模型在最近的流行数据集中有了重大改进，例如RMSE增长25％，RER增长21％。广泛的结果表明，我们的基于变压器的模型可以更好地汇总对象的RGB和不准确的深度信息，以获得更好的深度表示。我们的代码和预培训模型将在https://github.com/yuchendoudou/tode上找到。

自我监督的单眼深度估计是一种有吸引力的解决方案，不需要难以供应的深度标签进行训练。卷积神经网络（CNN）最近在这项任务中取得了巨大成功。但是，他们的受欢迎的领域有限地限制了现有的网络体系结构，以便在本地进行推理，从而抑制了自我监督范式的有效性。鉴于Vision Transformers（VIT）最近取得的成功，我们提出了Monovit，这是一个崭新的框架，结合了VIT模型支持的全球推理以及自我监督的单眼深度估计的灵活性。通过将普通的卷积与变压器块相结合，我们的模型可以在本地和全球范围内推理，从而在较高的细节和准确性上产生深度预测，从而使MonoVit可以在已建立的Kitti数据集中实现最先进的性能。此外，Monovit证明了其在其他数据集（例如Make3D和Drivingstereo）上的出色概括能力。