对于单眼360图像,深度估计是一个具有挑战性的,因为失真沿纬度增加。为了感知失真,现有方法致力于设计深层且复杂的网络体系结构。在本文中,我们提供了一种新的观点,该视角为360图像构建了可解释且稀疏的表示形式。考虑到几何结构在深度估计中的重要性,我们利用Contourlet变换来捕获光谱域中的显式几何提示,并将其与空间域中的隐含提示集成在一起。具体而言,我们提出了一个由卷积神经网络和Contourlet变换分支组成的神经轮廓网络。在编码器阶段,我们设计了一个空间光谱融合模块,以有效融合两种类型的提示。与编码器相反,我们采用了逆向方形变换,并通过学习的低通子带和带通道的定向子带来构成解码器中的深度。在三个流行的全景图像数据集上进行的实验表明,所提出的方法的表现优于最先进的方案,其收敛速度更快。代码可在https://github.com/zhijieshen-bjtu/neural-contourlet-network-for-mode上找到。
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现有的全景深度估计方法基于卷积神经网络(CNN)的重点是消除全景畸变,由于CNN中的固定接受场而无法有效地感知全景结构。本文提出了全景变压器(名为PanoFormer),以估计全景图像中的深度,并带有球形域,可学习的令牌流和全景特定指标的切线斑块。特别是,我们将球形切线结构域上的斑块划分为令牌,以减少全景畸变的负面影响。由于几何结构对于深度估计是必不可少的,因此自我发项式模块通过额外的可学习令牌流重新设计。此外,考虑到球形域的特征,我们提出了两个全景特异性指标,以全面评估全景深度估计模型的性能。广泛的实验表明,我们的方法显着优于最先进的方法(SOTA)方法。此外,可以有效地扩展提出的方法以求解语义全景分割,这是类似的Pixel2像素任务。代码将可用。
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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。
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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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由于球形摄像机的兴起,单眼360深度估计成为许多应用(例如自主系统)的重要技术。因此,提出了针对单眼360深度估计的最新框架,例如Bifuse中的双预测融合。为了训练这样的框架,需要大量全景以及激光传感器捕获的相应深度地面真相,这极大地增加了数据收集成本。此外,由于这样的数据收集过程是耗时的,因此将这些方法扩展到不同场景的可扩展性成为一个挑战。为此,从360个视频中进行单眼深度估计网络的自我培训是减轻此问题的一种方法。但是,没有现有的框架将双投射融合融合到自我训练方案中,这极大地限制了自我监督的性能,因为Bi-Prodoction Fusion可以利用来自不同投影类型的信息。在本文中,我们建议Bifuse ++探索双投影融合和自我训练场景的组合。具体来说,我们提出了一个新的融合模块和对比度感知的光度损失,以提高Bifuse的性能并提高对现实世界视频的自我训练的稳定性。我们在基准数据集上进行了监督和自我监督的实验,并实现最先进的性能。
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全景图像可以同时展示周围环境的完整信息,并且在虚拟旅游,游戏,机器人技术等方面具有许多优势。但是,全景深度估计的进度无法完全解决由常用的投射方法引起的失真和不连续性问题。本文提出了SphereDepth,这是一种新型的全景深度估计方法,该方法可直接预测球形网格的深度而无需投影预处理。核心思想是建立全景图像与球形网格之间的关系,然后使用深层神经网络在球形域上提取特征以预测深度。为了解决高分辨率全景数据带来的效率挑战,我们介绍了两个超参数,以平衡推理速度和准确性。在三个公共全景数据集中验证,SphereDepth通过全景深度估算的最新方法实现了可比的结果。从球形域设置中受益,球形部可以产生高质量的点云,并显着缓解失真和不连续性问题。
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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。
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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。
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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}.
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球形摄像机以整体方式捕获场景,并已用于房间布局估计。最近,随着适当数据集的可用性,从单个全向图像中的深度估计也取得了进展。尽管这两个任务是互补的,但很少有作品能够并行探索它们以提高室内几何感知,而那些这样做的人则依靠合成数据或使用过的小型数据集,因为很少有选项可供选择,包括两个布局。在真实场景中的注释和密集的深度图。这部分是由于需要对房间布局进行手动注释。在这项工作中,我们超越了此限制,并生成360几何视觉(360V)数据集,该数据集包括多种模式,多视图立体声数据并自动生成弱布局提示。我们还探索了两个任务之间的明确耦合,以将它们集成到经过单打的训练模型中。我们依靠基于深度的布局重建和基于布局的深度注意,这表明了两项任务的性能提高。通过使用单个360摄像机扫描房间,出现了便利和快速建筑规模3D扫描的机会。
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Monocular depth estimation is a challenging problem on which deep neural networks have demonstrated great potential. However, depth maps predicted by existing deep models usually lack fine-grained details due to the convolution operations and the down-samplings in networks. We find that increasing input resolution is helpful to preserve more local details while the estimation at low resolution is more accurate globally. Therefore, we propose a novel depth map fusion module to combine the advantages of estimations with multi-resolution inputs. Instead of merging the low- and high-resolution estimations equally, we adopt the core idea of Poisson fusion, trying to implant the gradient domain of high-resolution depth into the low-resolution depth. While classic Poisson fusion requires a fusion mask as supervision, we propose a self-supervised framework based on guided image filtering. We demonstrate that this gradient-based composition performs much better at noisy immunity, compared with the state-of-the-art depth map fusion method. Our lightweight depth fusion is one-shot and runs in real-time, making our method 80X faster than a state-of-the-art depth fusion method. Quantitative evaluations demonstrate that the proposed method can be integrated into many fully convolutional monocular depth estimation backbones with a significant performance boost, leading to state-of-the-art results of detail enhancement on depth maps.
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最近,基于水平表示的全景语义分割方法优于基于投影的解决方案,因为可以通过在垂直方向上压缩球形数据来有效地消除畸变。但是,这些方法忽略了之前的失真分布,并且仅限于不平衡的接收场,例如,接收场在垂直方向上足够,并且在水平方向上不足。不同的是,沿另一个方向压缩的垂直表示可以提供隐式失真先验,并扩大水平接收场。在本文中,我们结合了两种不同的表示,并从互补的角度提出了一种新颖的360 {\ deg}语义分割解决方案。我们的网络包括三个模块:特征提取模块,一个双向压缩模块和一个集合解码模块。首先,我们从Panorama提取多尺度功能。然后,设计一个双向压缩模块,将特征压缩为两个互补的低维表示,这些表示提供了内容感知和失真。此外,为了促进双向特征的融合,我们在合奏解码模块中设计了独特的自我蒸馏策略,以增强不同特征的相互作用并进一步提高性能。实验结果表明,我们的方法的表现优于最先进的解决方案,在定量评估上至少提高了10 \%的改进,同时显示出视觉外观上最佳性能。
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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。
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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。
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自我监督的学习已经为单眼深度估计显示出非常有希望的结果。场景结构和本地细节都是高质量深度估计的重要线索。最近的作品遭受了场景结构的明确建模,并正确处理细节信息,这导致了预测结果中的性能瓶颈和模糊人工制品。在本文中,我们提出了具有两个有效贡献的通道 - 明智的深度估计网络(Cadepth-Net):1)结构感知模块采用自我关注机制来捕获远程依赖性并聚合在信道中的识别特征尺寸,明确增强了场景结构的感知,获得了更好的场景理解和丰富的特征表示。 2)细节强调模块重新校准通道 - 方向特征映射,并选择性地强调信息性功能,旨在更有效地突出至关重要的本地细节信息和熔断器不同的级别功能,从而更精确,更锐化深度预测。此外,广泛的实验验证了我们方法的有效性,并表明我们的模型在基蒂基准和Make3D数据集中实现了最先进的结果。
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深度完成处理从稀疏的问题恢复密集深度映射,其中彩色图像通常用于促进此任务。最近的方法主要集中在图像引导学习中预测致密结果。然而,图像中的模糊引导和深度不明确的结构仍然妨碍了图像引导框架的性能。灵感来自于观察和思考的流行机制两次,我们探讨了我们的图像引导网络中的重复设计逐渐恢复了深度值。具体地,重复体现在图像引导分支和深度生成分支中。在前一个分支中,我们设计了一种重复的沙漏网络,以提取复杂环境的判别图像特征,这可以为深度预测提供强大的上下文指导。在后一分支中,我们介绍了一种基于动态卷积的重复引导模块,其中提出了高效的卷积分解,以同时降低其复杂性和逐步模型的高频结构。广泛的实验表明,我们的方法在基蒂基准和NYUV2数据集上实现了最先进的结果。
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在本文中,我们制定了一个潜在的有价值的全景深度完成(PDC)任务,因为全景3D摄像机通常会产生360 {\ deg}深度,而在复杂场景中缺少数据。它的目标是从原始的稀疏图像和全景RGB图像中恢复密集的全景深度。为了处理PDC任务,我们训练一个深度网络,该网络将深度和图像作为密集的全景深度恢复的输入。但是,由于其非凸目标函数,它需要面对网络参数的具有挑战性的优化问题。为了解决这个问题,我们提出了一种简单而有效的方法,称为m {^3} pt:多模式掩盖的预训练。具体而言,在预训练期间,我们同时覆盖了全景RGB图像和通过共享随机掩码的稀疏深度的斑块,然后重建掩盖区域中的稀疏深度。据我们所知,这是我们第一次在多模式视觉任务中展示蒙版预训练的有效性,而不是蒙版自动编码器(MAE)解决的单模式任务。与MAE进行微调完全丢弃了预训练的解码器部分,在我们的M $^{3} $ pt中的预训练和微调阶段之间没有建筑差异,因为它们在预测密度方面只有不同,这有可能使转移学习更加方便和有效。广泛的实验验证了三个全景数据集上M {^3} PT的有效性。值得注意的是,我们在RMSE中平均将最先进的基线提高了26.2%,MRE的51.7%,MAE为49.7%,在三个基准数据集中将RMSelog的RMSelog在37.5%中提高了37.5%。
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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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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。
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编码器 - 解码器模型已广泛用于RGBD语义分割,并且大多数通过双流网络设计。通常,共同推理RGBD的颜色和几何信息是有益的对语义分割。然而,大多数现有方法都无法全面地利用编码器和解码器中的多模式信息。在本文中,我们提出了一种用于RGBD语义细分的新型关注的双重监督解码器。在编码器中,我们设计一个简单但有效的关注的多模式融合模块,以提取和保险丝深度多级成对的互补信息。要了解更强大的深度表示和丰富的多模态信息,我们介绍了一个双分支解码器,以有效利用不同任务的相关性和互补线。在Nyudv2和Sun-RGBD数据集上的广泛实验表明,我们的方法达到了最先进的方法的卓越性能。
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