基于深度学习（DL）的降尺度已成为地球科学中的流行工具。越来越多的DL方法被采用来降低降水量的降水量数据，并在局部（〜几公里甚至更小）的尺度上产生更准确和可靠的估计值。尽管有几项研究采用了降水的动力学或统计缩减，但准确性受地面真理的可用性受到限制。衡量此类方法准确性的一个关键挑战是将缩小的数据与点尺度观测值进行比较，这些观察值通常在如此小的尺度上是无法使用的。在这项工作中，我们进行了基于DL的缩减，以估计印度气象部（IMD）的当地降水数据，该数据是通过近似从车站位置到网格点的价值而创建的。为了测试不同DL方法的疗效，我们采用了四种不同的缩小方法并评估其性能。所考虑的方法是（i）深度统计缩小（DEEPSD），增强卷积长期记忆（ConvlstM），完全卷积网络（U-NET）和超分辨率生成对抗网络（SR-GAN）。 SR-GAN中使用的自定义VGG网络是在这项工作中使用沉淀数据开发的。结果表明，SR-GAN是降水数据缩减的最佳方法。 IMD站的降水值验证了缩小的数据。这种DL方法为统计缩减提供了有希望的替代方法。

超级解决全球气候模拟的粗略产出，称为缩减，对于需要长期气候变化预测的系统做出政治和社会决策至关重要。但是，现有的快速超分辨率技术尚未保留气候数据的空间相关性，这在我们以空间扩展（例如运输基础设施的开发）处理系统时尤其重要。本文中，我们展示了基于对抗性的网络的机器学习，使我们能够在降尺度中正确重建区域间空间相关性，并高达五十，同时保持像素统计的一致性。与测量的温度和降水分布的气象数据的直接比较表明，整合气候上重要的物理信息对于准确的缩减至关重要，这促使我们称我们的方法称为$ \ pi $ srgan（物理学知情的超级分辨率生成生成的对手网络）。本方法对气候变化影响的区域间一致评估具有潜在的应用。

尽管有持续的改进，但降水预测仍然没有其他气象变量的准确和可靠。造成这种情况的一个主要因素是，几个影响降水分布和强度的关键过程出现在全球天气模型的解决规模以下。计算机视觉社区已经证明了生成的对抗网络（GAN）在超分辨率问题上取得了成功，即学习为粗图像添加精细的结构。 Leinonen等。 （2020年）先前使用GAN来产生重建的高分辨率大气场的集合，并给定较粗糙的输入数据。在本文中，我们证明了这种方法可以扩展到更具挑战性的问题，即通过使用高分辨率雷达测量值作为“地面真相”来提高天气预报模型中相对低分辨率输入的准确性和分辨率。神经网络必须学会添加分辨率和结构，同时考虑不可忽略的预测错误。我们表明，甘斯和vae-gan可以在创建高分辨率的空间相干降水图的同时，可以匹配最新的后处理方法的统计特性。我们的模型比较比较与像素和合并的CRP分数，功率谱信息和等级直方图（用于评估校准）的最佳现有缩减方法。我们测试了我们的模型，并表明它们在各种场景中的表现，包括大雨。

尽管应用于自然图像的大量成功的超分辨率重建（SRR）模型，但它们在遥感图像中的应用往往会产生差的结果。遥感图像通常比自然图像更复杂，并且具有较低分辨率的特殊性，它包含噪音，并且通常描绘了大质感表面。结果，将非专业的SRR模型应用于遥感图像，从而导致人工制品和不良的重建。为了解决这些问题，本文提出了一种受到先前研究工作启发的体系结构，引入了一种新的方法来迫使SRR模型输出现实的遥感图像：而不是依靠功能空间相似性作为感知损失，而是将其视为Pixel-从图像的归一化数字表面模型（NDSM）推断出的级别信息。该策略允许在训练模型期间应用更具信息的更新，该模型从任务（高程图推理）源中源，该模型与遥感密切相关。但是，在生产过程中不需要NDSM辅助信息，因此该模型除了其低分辨率对以外没有任何其他数据，因此该模型还没有任何其他数据。我们在两个远程感知的不同空间分辨率的数据集上评估了我们的模型，这些数据集也包含图像的DSM对：DFC2018数据集和包含卢森堡国家激光雷达飞行的数据集。根据视觉检查，推断的超分辨率图像表现出特别优越的质量。特别是，高分辨率DFC2018数据集的结果是现实的，几乎与地面真相图像没有区别。

Despite the breakthroughs in accuracy and speed of single image super-resolution using faster and deeper convolutional neural networks, one central problem remains largely unsolved: how do we recover the finer texture details when we super-resolve at large upscaling factors? The behavior of optimization-based super-resolution methods is principally driven by the choice of the objective function. Recent work has largely focused on minimizing the mean squared reconstruction error. The resulting estimates have high peak signal-to-noise ratios, but they are often lacking high-frequency details and are perceptually unsatisfying in the sense that they fail to match the fidelity expected at the higher resolution. In this paper, we present SRGAN, a generative adversarial network (GAN) for image superresolution (SR). To our knowledge, it is the first framework capable of inferring photo-realistic natural images for 4× upscaling factors. To achieve this, we propose a perceptual loss function which consists of an adversarial loss and a content loss. The adversarial loss pushes our solution to the natural image manifold using a discriminator network that is trained to differentiate between the super-resolved images and original photo-realistic images. In addition, we use a content loss motivated by perceptual similarity instead of similarity in pixel space. Our deep residual network is able to recover photo-realistic textures from heavily downsampled images on public benchmarks. An extensive mean-opinion-score (MOS) test shows hugely significant gains in perceptual quality using SRGAN. The MOS scores obtained with SRGAN are closer to those of the original high-resolution images than to those obtained with any state-of-the-art method.

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。

可以使用超分辨率方法改善医学图像的空间分辨率。实际增强的超级分辨率生成对抗网络（Real-Esrgan）是最近用于产生较高分辨率图像的最新有效方法之一，给定较低分辨率的输入图像。在本文中，我们应用这种方法来增强2D MR图像的空间分辨率。在我们提出的方法中，我们稍微修改了从脑肿瘤分割挑战（BRATS）2018数据集中训练2D磁共振图像（MRI）的结构。通过计算SSIM（结构相似性指数量度），NRMSE（归一化根平方误），MAE（平均绝对误差）和VIF（视觉信息保真度）值，通过计算SSIM（结构相似性指数量度）进行定性和定量验证。

可靠，高分辨率气候和天气数据的可用性对于为气候适应和缓解的长期决策提供了重要的意见，并指导对极端事件的快速响应。预测模型受到计算成本的限制，因此通常以粗空间分辨率预测数量。统计降尺度可以提供高采样低分辨率数据的有效方法。在这个领域，经常使用计算机视觉中超分辨率域中的方法成功地应用了深度学习。尽管经常取得令人信服的结果，但这种模型在预测物理变量时通常会违反保护法。为了节省重要的物理量，我们开发的方法可以通过深层缩减模型来确保物理约束，同时还根据传统指标提高其性能。我们介绍了约束网络的两种方法：添加到神经网络末尾的重新归一化层，并连续的方法随着增加的采样因子的增加而扩展。我们使用ERE5重新分析数据显示了我们在不同流行架构和更高采样因子上的方法的适用性。

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。

Because of the necessity to obtain high-quality images with minimal radiation doses, such as in low-field magnetic resonance imaging, super-resolution reconstruction in medical imaging has become more popular (MRI). However, due to the complexity and high aesthetic requirements of medical imaging, image super-resolution reconstruction remains a difficult challenge. In this paper, we offer a deep learning-based strategy for reconstructing medical images from low resolutions utilizing Transformer and Generative Adversarial Networks (T-GAN). The integrated system can extract more precise texture information and focus more on important locations through global image matching after successfully inserting Transformer into the generative adversarial network for picture reconstruction. Furthermore, we weighted the combination of content loss, adversarial loss, and adversarial feature loss as the final multi-task loss function during the training of our proposed model T-GAN. In comparison to established measures like PSNR and SSIM, our suggested T-GAN achieves optimal performance and recovers more texture features in super-resolution reconstruction of MRI scanned images of the knees and belly.

The primary aim of single-image super-resolution is to construct a high-resolution (HR) image from a corresponding low-resolution (LR) input. In previous approaches, which have generally been supervised, the training objective typically measures a pixel-wise average distance between the super-resolved (SR) and HR images. Optimizing such metrics often leads to blurring, especially in high variance (detailed) regions. We propose an alternative formulation of the super-resolution problem based on creating realistic SR images that downscale correctly. We present a novel super-resolution algorithm addressing this problem, PULSE (Photo Upsampling via Latent Space Exploration), which generates high-resolution, realistic images at resolutions previously unseen in the literature. It accomplishes this in an entirely self-supervised fashion and is not confined to a specific degradation operator used during training, unlike previous methods (which require training on databases of LR-HR image pairs for supervised learning). Instead of starting with the LR image and slowly adding detail, PULSE traverses the high-resolution natural image manifold, searching for images that downscale to the original LR image. This is formalized through the "downscaling loss," which guides exploration through the latent space of a generative model. By leveraging properties of high-dimensional Gaussians, we restrict the search space to guarantee that our outputs are realistic. PULSE thereby generates super-resolved images that both are realistic and downscale correctly. We show extensive experimental results demonstrating the efficacy of our approach in the domain of face super-resolution (also known as face hallucination). We also present a discussion of the limitations and biases of the method as currently implemented with an accompanying model card with relevant metrics. Our method outperforms state-of-the-art methods in perceptual quality at higher resolutions and scale factors than previously pos-sible.

Modeling the risk of extreme weather events in a changing climate is essential for developing effective adaptation and mitigation strategies. Although the available low-resolution climate models capture different scenarios, accurate risk assessment for mitigation and adaption often demands detail that they typically cannot resolve. Here, we develop a dynamic data-driven downscaling (super-resolution) method that incorporates physics and statistics in a generative framework to learn the fine-scale spatial details of rainfall. Our method transforms coarse-resolution ($0.25^{\circ} \times 0.25^{\circ}$) climate model outputs into high-resolution ($0.01^{\circ} \times 0.01^{\circ}$) rainfall fields while efficaciously quantifying uncertainty. Results indicate that the downscaled rainfall fields closely match observed spatial fields and their risk distributions.

单像超分辨率可以在需要可靠的视觉流以监视任务，处理远程操作或研究相关视觉细节的环境中支持机器人任务。在这项工作中，我们为实时超级分辨率提出了一个有效的生成对抗网络模型。我们采用了原始SRGAN的量身定制体系结构和模型量化，以提高CPU和Edge TPU设备上的执行，最多达到200 fps的推断。我们通过将其知识提炼成较小版本的网络，进一步优化我们的模型，并与标准培训方法相比获得显着的改进。我们的实验表明，与较重的最新模型相比，我们的快速和轻量级模型可保持相当令人满意的图像质量。最后，我们对图像传输进行带宽降解的实验，以突出提出的移动机器人应用系统的优势。

近年来，使用基于深入学习的架构的状态，在图像超分辨率的任务中有几个进步。先前发布的许多基于超分辨率的技术，需要高端和顶部的图形处理单元（GPU）来执行图像超分辨率。随着深度学习方法的进步越来越大，神经网络已经变得越来越多地计算饥饿。我们返回了一步，并专注于创建实时有效的解决方案。我们提出了一种在其内存足迹方面更快更小的架构。所提出的架构使用深度明智的可分离卷积来提取特征，并且它与其他超分辨率的GAN（生成对抗网络）进行接受，同时保持实时推断和低存储器占用。即使在带宽条件不佳，实时超分辨率也能够流式传输高分辨率介质内容。在维持准确性和延迟之间的有效权衡之间，我们能够生产可比较的性能模型，该性能模型是超分辨率GAN的大小的一个 - 八（1/8），并且计算的速度比超分辨率的GAN快74倍。

盲目图像超分辨率（SR）是CV的长期任务，旨在恢复患有未知和复杂扭曲的低分辨率图像。最近的工作主要集中在采用更复杂的退化模型来模拟真实世界的降级。由此产生的模型在感知损失和产量感知令人信服的结果取得了突破性。然而，电流生成的对抗性网络结构所带来的限制仍然是显着的：处理像素同样地导致图像的结构特征的无知，并且导致性能缺点，例如扭曲线和背景过度锐化或模糊。在本文中，我们提出了A-ESRAN，用于盲人SR任务的GAN模型，其特色是基于U-NET的U-NET的多尺度鉴别器，可以与其他发电机无缝集成。据我们所知，这是第一项介绍U-Net结构作为GaN解决盲人问题的鉴别者的工作。本文还给出了对模型的多规模注意力突破的机制的解释。通过对现有作品的比较实验，我们的模型在非参考自然图像质量评估员度量上提出了最先进的水平性能。我们的消融研究表明，利用我们的鉴别器，基于RRDB的发电机可以利用多种尺度中图像的结构特征，因此与先前作品相比，更加感知地产生了感知的高分辨率图像。

在没有人为干预的图像自动色彩上是在机器学习界的兴趣中的一个短暂的时间。分配颜色到图像是一个非常令人虐待的问题，因为它具有非常高的自由度的先天性;给定图像，通常没有单一的颜色组合是正确的。除了着色之外，图像重建中的另一个问题是单图像超分辨率，其旨在将低分辨率图像转换为更高的分辨率。该研究旨在通过专注于图像的非常特定的图像，即天文图像，并使用生成的对抗网络（GAN）来提供自动化方法。我们探索两种不同颜色空间，RGB和L * A *中各种型号的使用。我们使用传输学习，由于小数据集，使用预先训练的Reset-18作为骨干，即U-Net的编码器，进一步微调。该模型产生视觉上有吸引力的图像，其在原始图像中不存在的这些结果中呈现的高分辨率高分辨率，着色数据。我们通过使用所有通道的每个颜色空间中的距离度量（例如L1距离和L2距离）评估GAN来提供我们的结果，以提供比较分析。我们使用Frechet Inception距离（FID）将生成的图像的分布与实际图像的分布进行比较，以评估模型的性能。

现实的高光谱图像（HSI）超分辨率（SR）技术旨在从其低分辨率（LR）对应物中产生具有更高光谱和空间忠诚的高分辨率（HR）HSI。生成的对抗网络（GAN）已被证明是图像超分辨率的有效深入学习框架。然而，现有GaN的模型的优化过程经常存在模式崩溃问题，导致光谱间不变重建容量有限。这可能导致所生成的HSI上的光谱空间失真，尤其是具有大的升级因子。为了缓解模式崩溃的问题，这项工作提出了一种与潜在编码器（Le-GaN）耦合的新型GaN模型，其可以将产生的光谱空间特征从图像空间映射到潜在空间并产生耦合组件正规化生成的样本。基本上，我们将HSI视为嵌入在潜在空间中的高维歧管。因此，GaN模型的优化被转换为学习潜在空间中的高分辨率HSI样本的分布的问题，使得产生的超分辨率HSI的分布更接近其原始高分辨率对应物的那些。我们对超级分辨率的模型性能进行了实验评估及其在缓解模式崩溃中的能力。基于具有不同传感器（即Aviris和UHD-185）的两种实际HSI数据集进行了测试和验证，用于各种升高因素并增加噪声水平，并与最先进的超分辨率模型相比（即Hyconet，LTTR，Bagan，SR-GaN，Wgan）。

Single image super-resolution is the task of inferring a high-resolution image from a single low-resolution input. Traditionally, the performance of algorithms for this task is measured using pixel-wise reconstruction measures such as peak signal-to-noise ratio (PSNR) which have been shown to correlate poorly with the human perception of image quality. As a result, algorithms minimizing these metrics tend to produce over-smoothed images that lack highfrequency textures and do not look natural despite yielding high PSNR values.We propose a novel application of automated texture synthesis in combination with a perceptual loss focusing on creating realistic textures rather than optimizing for a pixelaccurate reproduction of ground truth images during training. By using feed-forward fully convolutional neural networks in an adversarial training setting, we achieve a significant boost in image quality at high magnification ratios. Extensive experiments on a number of datasets show the effectiveness of our approach, yielding state-of-the-art results in both quantitative and qualitative benchmarks.

X射线微型计算机断层扫描（Micro-CT）已被广泛利用，以在地下多孔岩石中表征孔隙尺度几何形状。使用深度学习的超分辨率（SR）方法的最新进程允许在大型空间尺度上进行数字增强低分辨率（LR）图像，从而创建与高分辨率（HR）地理真理相当的SR图像。这避免了传统的解决方案和视野折衷。出色的问题是使用配对（已注册的）LR和HR数据，这些数据通常需要在此类方法的训练步骤中，但难以获得。在这项工作中，我们严格比较两种不同的最先进的SR深度学习技术，使用两者和未配对数据，具有类似于类似的地面真理数据。第一方法需要配对的图像来训练卷积神经网络（CNN），而第二种方法使用未配对的图像来训练生成的对抗网络（GaN）。使用具有复杂的微孔纹理的微型CT碳酸盐岩样品进行比较两种方法。我们实现了基于图像的各种图像和数值验证和实验验证，以定量评估两种方法的物理精度和敏感性。我们的定量结果表明，未配对GaN方法可以将超分辨率图像重建为精确，如配对的CNN方法，具有可比的训练时间和数据集要求。这将使用未配对的深度学习方法解除微型CT图像增强的新应用;数据处理阶段不再需要图像注册。来自数据存储平台的解耦图像可以更有效地利用用于培训SR数字岩体应用的网络。这为异构多孔介质中的多尺度流模拟各种应用开辟了新的途径。

面部超分辨率方法的性能依赖于它们有效地收回面部结构和突出特征的能力。尽管卷积神经网络和基于生成的对抗网络的方法在面对幻觉任务中提供令人印象深刻的性能，但使用与低分辨率图像相关的属性来提高性能的能力是不令人满意的。在本文中，我们提出了一种属性引导的注意力发生抗体网络，该受体对抗网络采用新的属性引导的注意力（AGA）模块来识别和聚焦图像中各种面部特征的生成过程。堆叠多个AGA模块可以恢复高电平的高级面部结构。我们设计鉴别者来学习利用高分辨率图像与其相应的面部属性注释之间关系的鉴别特征。然后，我们探索基于U-Net的架构来改进现有预测并综合进一步的面部细节。跨越几个指标的广泛实验表明，我们的AGA-GaN和Aga-GaN + U-Net框架优于其他几种最先进的幻觉的方法。我们还演示了我们的方法的可行性，当每个属性描述符未知并因此建立其在真实情景中的应用程序时。