现实世界图像超分辨率（SR）的关键挑战是在低分辨率（LR）图像中恢复具有复杂未知降解（例如，下采样，噪声和压缩）的缺失细节。大多数以前的作品还原图像空间中的此类缺失细节。为了应对自然图像的高度多样性，他们要么依靠难以训练和容易训练和伪影的不稳定的甘体，要么诉诸于通常不可用的高分辨率（HR）图像中的明确参考。在这项工作中，我们提出了匹配SR（FEMASR）的功能，该功能在更紧凑的特征空间中恢复了现实的HR图像。与图像空间方法不同，我们的FEMASR通过将扭曲的LR图像{\ IT特征}与我们预读的HR先验中的无失真性HR对应物匹配来恢复HR图像，并解码匹配的功能以获得现实的HR图像。具体而言，我们的人力资源先验包含一个离散的特征代码簿及其相关的解码器，它们在使用量化的生成对抗网络（VQGAN）的HR图像上预估计。值得注意的是，我们在VQGAN中结合了一种新型的语义正则化，以提高重建图像的质量。对于功能匹配，我们首先提取由LR编码器组成的LR编码器的LR功能，然后遵循简单的最近邻居策略，将其与预读的代码簿匹配。特别是，我们为LR编码器配备了与解码器的残留快捷方式连接，这对于优化功能匹配损耗至关重要，还有助于补充可能的功能匹配错误。实验结果表明，我们的方法比以前的方法产生更现实的HR图像。代码以\ url {https://github.com/chaofengc/femasr}发布。

盲人恢复通常会遇到各种规模的面孔输入，尤其是在现实世界中。但是，当前的大多数作品都支持特定的规模面，这限制了其在现实情况下的应用能力。在这项工作中，我们提出了一个新颖的尺度感知盲人面部修复框架，名为FaceFormer，该框架将面部特征恢复作为比例感知转换。所提出的面部特征上采样（FFUP）模块基于原始的比例比例动态生成UPSMPLING滤波器，这有助于我们的网络适应任意面部尺度。此外，我们进一步提出了面部特征嵌入（FFE）模块，该模块利用变压器来层次提取面部潜在的多样性和鲁棒性。因此，我们的脸部形式实现了富裕性和稳健性，恢复了面部的面孔，对面部成分具有现实和对称的细节。广泛的实验表明，我们提出的使用合成数据集训练的方法比当前的最新图像更好地推广到天然低质量的图像。

Face Restoration (FR) aims to restore High-Quality (HQ) faces from Low-Quality (LQ) input images, which is a domain-specific image restoration problem in the low-level computer vision area. The early face restoration methods mainly use statistic priors and degradation models, which are difficult to meet the requirements of real-world applications in practice. In recent years, face restoration has witnessed great progress after stepping into the deep learning era. However, there are few works to study deep learning-based face restoration methods systematically. Thus, this paper comprehensively surveys recent advances in deep learning techniques for face restoration. Specifically, we first summarize different problem formulations and analyze the characteristic of the face image. Second, we discuss the challenges of face restoration. Concerning these challenges, we present a comprehensive review of existing FR methods, including prior based methods and deep learning-based methods. Then, we explore developed techniques in the task of FR covering network architectures, loss functions, and benchmark datasets. We also conduct a systematic benchmark evaluation on representative methods. Finally, we discuss future directions, including network designs, metrics, benchmark datasets, applications,etc. We also provide an open-source repository for all the discussed methods, which is available at https://github.com/TaoWangzj/Awesome-Face-Restoration.

近年来，面部语义指导（包括面部地标，面部热图和面部解析图）和面部生成对抗网络（GAN）近年来已广泛用于盲面修复（BFR）。尽管现有的BFR方法在普通案例中取得了良好的性能，但这些解决方案在面对严重降解和姿势变化的图像时具有有限的弹性（例如，在现实世界情景中看起来右，左看，笑等）。在这项工作中，我们提出了一个精心设计的盲人面部修复网络，具有生成性面部先验。所提出的网络主要由非对称编解码器和stylegan2先验网络组成。在非对称编解码器中，我们采用混合的多路残留块（MMRB）来逐渐提取输入图像的弱纹理特征，从而可以更好地保留原始面部特征并避免过多的幻想。 MMRB也可以在其他网络中插入插件。此外，多亏了StyleGAN2模型的富裕和多样化的面部先验，我们采用了微调的方法来灵活地恢复自然和现实的面部细节。此外，一种新颖的自我监督训练策略是专门设计用于面部修复任务的，以使分配更接近目标并保持训练稳定性。关于合成和现实世界数据集的广泛实验表明，我们的模型在面部恢复和面部超分辨率任务方面取得了卓越的表现。

尽管最近的生成面部先验和几何事物最近证明了盲面修复的高质量结果，但忠实于投入的细粒度细节仍然是一个具有挑战性的问题。由基于经典词典的方法和最近的矢量量化（VQ）技术激励，我们提出了一种基于VQ的面部恢复方法-VQFR。 VQFR利用从高质量面孔中提取的高质量低级特征银行，因此可以帮助恢复现实的面部细节。但是，通过忠实的细节和身份保存，VQ代码簿的简单应用无法取得良好的结果。因此，我们进一步介绍了两个特殊的网络设计。 1）。我们首先研究了VQ代码簿中的压缩补丁大小，并发现使用适当的压缩补丁大小设计的VQ代码簿对于平衡质量和忠诚度至关重要。 2）。为了进一步融合来自输入的低级功能，而不是“污染” VQ代码簿中生成的现实细节，我们提出了一个由纹理解码器和主要解码器组成的并行解码器。然后，这两个解码器与具有变形卷积的纹理翘曲模块进行交互。拟议的VQFR配备了VQ Codebook作为面部细节词典和平行解码器设计，可以在很大程度上提高面部细节的恢复质量，同时保持对先前方法的保真度。

基于参考的图像超分辨率（REFSR）旨在利用辅助参考（REF）图像为超溶解的低分辨率（LR）图像。最近，RefSR引起了极大的关注，因为它提供了超越单图SR的替代方法。但是，解决REFSR问题有两个关键的挑战：（i）当它们显着不同时，很难匹配LR和Ref图像之间的对应关系； （ii）如何将相关纹理从参考图像转移以补偿LR图像的细节非常具有挑战性。为了解决RefSR的这些问题，本文提出了一个可变形的注意变压器，即DATSR，具有多个尺度，每个尺度由纹理特征编码器（TFE）模块组成，基于参考的可变形注意（RDA）模块和残差功能聚合（RFA）模块。具体而言，TFE首先提取图像转换（例如，亮度）不敏感的LR和REF图像，RDA可以利用多个相关纹理来补偿更多的LR功能信息，而RFA最终汇总了LR功能和相关纹理，以获得更愉快的宜人的质地结果。广泛的实验表明，我们的DATSR在定量和质量上实现了基准数据集上的最新性能。

我们表明，诸如Stylegan和Biggan之类的预训练的生成对抗网络（GAN）可以用作潜在银行，以提高图像超分辨率的性能。尽管大多数现有面向感知的方法试图通过以对抗性损失学习来产生现实的产出，但我们的方法，即生成的潜在银行（GLEAN），通过直接利用预先训练的gan封装的丰富而多样的先验来超越现有实践。但是，与需要在运行时需要昂贵的图像特定优化的普遍的GAN反演方法不同，我们的方法只需要单个前向通行证才能修复。可以轻松地将Glean合并到具有多分辨率Skip连接的简单编码器银行decoder架构中。采用来自不同生成模型的先验，可以将收集到各种类别（例如人的面孔，猫，建筑物和汽车）。我们进一步提出了一个轻巧的Glean，名为Lightglean，该版本仅保留Glean中的关键组成部分。值得注意的是，Lightglean仅由21％的参数和35％的拖鞋组成，同时达到可比的图像质量。我们将方法扩展到不同的任务，包括图像着色和盲图恢复，广泛的实验表明，与现有方法相比，我们提出的模型表现出色。代码和模型可在https://github.com/open-mmlab/mmediting上找到。

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.

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.

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

盲面修复是一个高度不良的问题，通常需要辅助指导至1）改进从退化输入到所需输出的映射，或2）补充输入中丢失的高质量细节。在本文中，我们证明了在一个较小的代理空间中的一本学识渊博的代码书在很大程度上降低了恢复映射的不确定性和模棱两可，通过将盲面修复作为代码预测任务，同时为产生高质量的面孔提供丰富的视觉原子。在此范式下，我们提出了一个基于变压器的预测网络，名为CodeFormer，以模拟代码预测的低质量面孔的全局构图和上下文，从而使发现自然面，即使输入严重，也紧密近似目标面退化。为了增强不同降解的适应性，我们还提出了一个可控的特征转换模块，该模块可以在忠诚度和质量之间进行灵活的权衡。得益于表达的代码书的先验和全球建模，CodeFormer的质量和忠诚度都优于艺术状态，从而表现出优势的降级性。关于合成和现实世界数据集的广泛实验结果验证了我们方法的有效性。

成功地应用生成的对抗性网络（GaN）以研究感知单个图像超级度（SISR）。然而，GaN经常倾向于产生具有高频率细节的图像与真实的细节不一致。灵感来自传统细节增强算法，我们提出了一种新的先前知识，先前的细节，帮助GaN减轻这个问题并恢复更现实的细节。所提出的方法名为DSRAN，包括良好设计的详细提取算法，用于捕获图像中最重要的高频信息。然后，两种鉴别器分别用于在图像域和细节域修复上进行监督。 DSRGAN通过细节增强方式将恢复的细节合并到最终输出中。 DSRGAN的特殊设计从基于模型的常规算法和数据驱动的深度学习网络中获得了优势。实验结果表明，DSRGAN在感知度量上表现出最先进的SISR方法，并同时达到保真度量的可比结果。在DSRGAN之后，将其他传统的图像处理算法结合到深度学习网络中，以形成基于模型的深SISR。

在本文中，我们考虑了基于参考的超分辨率（REFSR）中的两个具有挑战性的问题，（i）如何选择适当的参考图像，以及（ii）如何以一种自我监督的方式学习真实世界RefSR。特别是，我们从双摄像头Zooms（SelfDZSR）观察到现实世界图像SR的新颖的自我监督学习方法。考虑到多台相机在现代智能手机中的普及，可以自然利用越来越多的缩放（远摄）图像作为指导较小的变焦（短对焦）图像的SR。此外，SelfDZSR学习了一个深层网络，以获得短对焦图像的SR结果，以具有与远摄图像相同的分辨率。为此，我们将远摄图像而不是其他高分辨率图像作为监督信息，然后从中选择中心贴片作为对相应的短对焦图像补丁的引用。为了减轻短对焦低分辨率（LR）图像和远摄地面真相（GT）图像之间未对准的影响，我们设计了辅助LR发电机，并将GT映射到辅助LR，同时保持空间位置不变。 。然后，可以利用辅助-LR通过建议的自适应空间变压器网络（ADASTN）将LR特征变形，并将REF特征与GT匹配。在测试过程中，可以直接部署SelfDZSR，以使用远摄映像的引用来超级解决整个短对焦图像。实验表明，我们的方法可以针对最先进的方法实现更好的定量和定性性能。代码可在https://github.com/cszhilu1998/selfdzsr上找到。

盲目图像超分辨率（SR）的典型方法通过直接估算或学习潜在空间中的降解表示来处理未知的降解。这些方法的一个潜在局限性是，他们假设可以通过整合各种手工降解（例如，比科比克下采样）来模拟未知的降解，这不一定是正确的。现实世界中的降解可能超出了手工降解的模拟范围，这被称为新型降解。在这项工作中，我们建议学习一个潜在的降解空间，可以将其从手工制作的（基本）降解中推广到新的降解。然后将其在此潜在空间中获得的新型降解的表示形式被利用，以生成与新型降解一致的降级图像，以构成SR模型的配对训练数据。此外，我们执行各种推断，以使潜在表示空间中的降解后降解与先前的分布（例如高斯分布）相匹配。因此，我们能够采样更多的高质量表示以进行新的降级，以增加SR模型的训练数据。我们对合成数据集和现实数据集进行了广泛的实验，以验证我们在新型降解中盲目超分辨率的有效性和优势。

We study on image super-resolution (SR), which aims to recover realistic textures from a low-resolution (LR) image. Recent progress has been made by taking high-resolution images as references (Ref), so that relevant textures can be transferred to LR images. However, existing SR approaches neglect to use attention mechanisms to transfer high-resolution (HR) textures from Ref images, which limits these approaches in challenging cases. In this paper, we propose a novel Texture Transformer Network for Image Super-Resolution (TTSR), in which the LR and Ref images are formulated as queries and keys in a transformer, respectively. TTSR consists of four closely-related modules optimized for image generation tasks, including a learnable texture extractor by DNN, a relevance embedding module, a hard-attention module for texture transfer, and a softattention module for texture synthesis. Such a design encourages joint feature learning across LR and Ref images, in which deep feature correspondences can be discovered by attention, and thus accurate texture features can be transferred. The proposed texture transformer can be further stacked in a cross-scale way, which enables texture recovery from different levels (e.g., from 1× to 4× magnification). Extensive experiments show that TTSR achieves significant improvements over state-of-the-art approaches on both quantitative and qualitative evaluations. The source code can be downloaded at https://github.com/ researchmm/TTSR.

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.

尽管基准数据集的成功，但大多数先进的面部超分辨率模型在真实情况下表现不佳，因为真实图像与合成训练对之间的显着域间隙。为了解决这个问题，我们提出了一种用于野外面部超分辨率的新型域 - 自适应降级网络。该降级网络预测流场以及中间低分辨率图像。然后，通过翘曲中间图像来生成降级的对应物。利用捕获运动模糊的偏好，这种模型在保护原始图像和劣化之间保持身份一致性更好地执行。我们进一步提出了超分辨率网络的自我调节块。该块将输入图像作为条件术语，以有效地利用面部结构信息，从而消除了对显式前沿的依赖性，例如，面部地标或边界。我们的模型在Celeba和真实世界的面部数据集上实现了最先进的性能。前者展示了我们所提出的建筑的强大生成能力，而后者展示了现实世界中的良好的身份一致性和感知品质。

基于补丁的方法和深度网络已经采用了解决图像染色问题，具有自己的优势和劣势。基于补丁的方法能够通过从未遮盖区域搜索最近的邻居修补程序来恢复具有高质量纹理的缺失区域。但是，这些方法在恢复大缺失区域时会带来问题内容。另一方面，深度网络显示有希望的成果完成大区域。尽管如此，结果往往缺乏类似周围地区的忠诚和尖锐的细节。通过汇集两个范式中，我们提出了一种新的深度染色框架，其中纹理生成是由从未掩蔽区域提取的补丁样本的纹理记忆引导的。该框架具有一种新颖的设计，允许使用深度修复网络训练纹理存储器检索。此外，我们还介绍了贴片分配损失，以鼓励高质量的贴片合成。所提出的方法在三个具有挑战性的图像基准测试中，即地位，Celeba-HQ和巴黎街道视图数据集来说，该方法显示出质量和定量的卓越性能。

Blind image super-resolution (Blind-SR) aims to recover a high-resolution (HR) image from its corresponding low-resolution (LR) input image with unknown degradations. Most of the existing works design an explicit degradation estimator for each degradation to guide SR. However, it is infeasible to provide concrete labels of multiple degradation combinations (\eg, blur, noise, jpeg compression) to supervise the degradation estimator training. In addition, these special designs for certain degradation, such as blur, impedes the models from being generalized to handle different degradations. To this end, it is necessary to design an implicit degradation estimator that can extract discriminative degradation representation for all degradations without relying on the supervision of degradation ground-truth. In this paper, we propose a Knowledge Distillation based Blind-SR network (KDSR). It consists of a knowledge distillation based implicit degradation estimator network (KD-IDE) and an efficient SR network. To learn the KDSR model, we first train a teacher network: KD-IDE$_{T}$. It takes paired HR and LR patches as inputs and is optimized with the SR network jointly. Then, we further train a student network KD-IDE$_{S}$, which only takes LR images as input and learns to extract the same implicit degradation representation (IDR) as KD-IDE$_{T}$. In addition, to fully use extracted IDR, we design a simple, strong, and efficient IDR based dynamic convolution residual block (IDR-DCRB) to build an SR network. We conduct extensive experiments under classic and real-world degradation settings. The results show that KDSR achieves SOTA performance and can generalize to various degradation processes. The source codes and pre-trained models will be released.

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。