Existing deep learning based HDRTV reconstruction methods assume one kind of tone mapping operators (TMOs) as the degradation procedure to synthesize SDRTV-HDRTV pairs for supervised training. In this paper, we argue that, although traditional TMOs exploit efficient dynamic range compression priors, they have several drawbacks on modeling the realistic degradation: information over-preservation, color bias and possible artifacts, making the trained reconstruction networks hard to generalize well to real-world cases. To solve this problem, we propose a learning-based data synthesis approach to learn the properties of real-world SDRTVs by integrating several tone mapping priors into both network structures and loss functions. In specific, we design a conditioned two-stream network with prior tone mapping results as a guidance to synthesize SDRTVs by both global and local transformations. To train the data synthesis network, we form a novel self-supervised content loss to constraint different aspects of the synthesized SDRTVs at regions with different brightness distributions and an adversarial loss to emphasize the details to be more realistic. To validate the effectiveness of our approach, we synthesize SDRTV-HDRTV pairs with our method and use them to train several HDRTV reconstruction networks. Then we collect two inference datasets containing both labeled and unlabeled real-world SDRTVs, respectively. Experimental results demonstrate that, the networks trained with our synthesized data generalize significantly better to these two real-world datasets than existing solutions.

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。

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。

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.

Deep learning-based methods have achieved remarkable success in image restoration and enhancement, but are they still competitive when there is a lack of paired training data? As one such example, this paper explores the low-light image enhancement problem, where in practice it is extremely challenging to simultaneously take a low-light and a normal-light photo of the same visual scene. We propose a highly effective unsupervised generative adversarial network, dubbed Enlight-enGAN, that can be trained without low/normal-light image pairs, yet proves to generalize very well on various real-world test images. Instead of supervising the learning using ground truth data, we propose to regularize the unpaired training using the information extracted from the input itself, and benchmark a series of innovations for the low-light image enhancement problem, including a global-local discriminator structure, a selfregularized perceptual loss fusion, and the attention mechanism. Through extensive experiments, our proposed approach outperforms recent methods under a variety of metrics in terms of visual quality and subjective user study. Thanks to the great flexibility brought by unpaired training, EnlightenGAN is demonstrated to be easily adaptable to enhancing real-world images from various domains. Our codes and pre-trained models are available at: https://github.com/VITA-Group/EnlightenGAN.

高动态范围（HDR）成像是一种允许广泛的动态曝光范围的技术，这在图像处理，计算机图形和计算机视觉中很重要。近年来，使用深度学习（DL），HDR成像有重大进展。本研究对深层HDR成像方法的最新发展进行了综合和富有洞察力的调查和分析。在分层和结构上，将现有的深层HDR成像方法基于（1）输入曝光的数量/域，（2）学习任务数，（3）新传感器数据，（4）新的学习策略，（5）应用程序。重要的是，我们对关于其潜在和挑战的每个类别提供建设性的讨论。此外，我们审查了深度HDR成像的一些关键方面，例如数据集和评估指标。最后，我们突出了一些打开的问题，并指出了未来的研究方向。

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。

联合超分辨率和反音调映射（SR-ITM）旨在提高具有分辨率和动态范围具有质量缺陷的视频的视觉质量。当使用4K高动态范围（HDR）电视来观看低分辨率标准动态范围（LR SDR）视频时，就会出现此问题。以前依赖于学习本地信息的方法通常在保留颜色合规性和远程结构相似性方面做得很好，从而导致了不自然的色彩过渡和纹理伪像。为了应对这些挑战，我们建议联合SR-ITM的全球先验指导的调制网络（GPGMNET）。特别是，我们设计了一个全球先验提取模块（GPEM），以提取颜色合规性和结构相似性，分别对ITM和SR任务有益。为了进一步利用全球先验并保留空间信息，我们使用一些用于中间特征调制的参数，设计多个全球先验的指导空间调制块（GSMB），其中调制参数由共享的全局先验和空间特征生成来自空间金字塔卷积块（SPCB）的地图。通过这些精心设计的设计，GPGMNET可以通过较低的计算复杂性实现更高的视觉质量。广泛的实验表明，我们提出的GPGMNET优于最新方法。具体而言，我们提出的模型在PSNR中超过了0.64 dB的最新模型，其中69 $ \％$ $ $较少，3.1 $ \ times $ speedup。该代码将很快发布。

夜间摄影通常由于昏暗的环境和长期使用而遭受弱光和模糊问题。尽管现有的光增强和脱毛方法可以单独解决每个问题，但一系列此类方法不能和谐地适应可见性和纹理的共同降解。训练端到端网络也是不可行的，因为没有配对数据可以表征低光和模糊的共存。我们通过引入新的数据合成管道来解决该问题，该管道对现实的低光模糊降解进行建模。使用管道，我们介绍了第一个用于关节低光增强和去皮的大型数据集。数据集，LOL-BLUR，包含12,000个低Blur/正常出现的对，在不同的情况下具有不同的黑暗和运动模糊。我们进一步提出了一个名为LEDNET的有效网络，以执行关节弱光增强和脱毛。我们的网络是独一无二的，因为它是专门设计的，目的是考虑两个相互连接的任务之间的协同作用。拟议的数据集和网络都为这项具有挑战性的联合任务奠定了基础。广泛的实验证明了我们方法对合成和现实数据集的有效性。

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}.

在高光中，幽灵伪像，运动模糊和低忠诚度是来自多个低动态范围（LDR）图像的高动态范围（HDR）成像的主要挑战。这些问题来自使用中等暴露图像作为先前方法中的参考框架。为了应对它们，我们建议使用暴露不足的图像作为避免这些问题的参考。但是，暴露不足图像的黑暗区域中的沉重噪音成为一个新问题。因此，我们提出了一个关节HDR和Denoising管道，其中包含两个子网络：（i）通过利用暴露先验来适应性的denoise输入LDR； （ii）金字塔级联融合网络（PCFNET），以多尺度的方式引入了注意机制和级联结构。为了进一步利用这两个范式，我们提出了一个选择性和联合HDR和DeNoising（SJ-HD $^2 $ R）成像框架，利用特定方案的先验来进行路径选择，准确性超过93.3 $ \％$ $ 。我们创建了第一个关节HDR和Denoising基准数据集，该数据集包含各种具有挑战性的HDR和DeNoising场景，并支持参考图像的切换。广泛的实验结果表明，我们的方法实现了与以前的方法相比的卓越性能。

在本文中，我们使第一个基准测试精力阐述在低光增强中使用原始图像的优越性，并开发一种以更灵活和实用的方式利用原始图像的新颖替代路线。通过对典型图像处理管道进行充分考虑的启发，我们受到启发，开发了一种新的评估框架，分解增强模型（FEM），它将原始图像的属性分解成可测量的因素，并提供了探索原始图像属性的工具凭经验影响增强性能。经验基金基准结果表明，在元数据中记录的数据和曝光时间的线性起作用最关键的作用，这在将SRGB图像作为输入中的方法采取各种措施中提出了不同的性能增益。通过从基准测试结果中获得的洞察力，开发了一种原始曝光增强网络（REENET），这在实际应用中的实际应用中的优缺点与仅在原始图像中的原始应用中的优点和可接近之间的权衡培训阶段。 Reenet将SRGB图像投影到线性原域中，以应用相应的原始图像的约束，以减少建模培训的难度。之后，在测试阶段，我们的reenet不依赖于原始图像。实验结果不仅展示了Reenet到最先进的SRGB的方法以及原始指导和所有组件的有效性。

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。

摆脱拟合配对训练数据的基本限制，最近无监督的低光增强方法在调整图像的照明和对比度方面表现出色。但是，对于无监督的低光增强，由于缺乏对详细信号的监督而导致的剩余噪声抑制问题在很大程度上阻碍了这些方法在现实世界应用中的广泛部署。在本文中，我们提出了一种新型的自行车相互作用生成对抗网络（CIGAN），以实现无监督的低光图像增强，它不仅能够更好地在低/正常光图像之间更好地传输照明分布，还可以操纵两个域之间的详细信号，例如。 ，在环状增强/降解过程中抑制/合成逼真的噪声。特别是，提出的低光引导转换馈送馈送从增强gan（Egan）发电机的低光图像的特征到降解GAN（DGAN）的发生器。借助真正的弱光图像的信息，DGAN可以在低光图像中综合更逼真的不同照明和对比度。此外，DGAN中的特征随机扰动模块学会了增加特征随机性以产生各种特征分布，从而说服了合成的低光图像以包含逼真的噪声。广泛的实验既证明了所提出的方法的优越性，又证明了每个模块在CIGAN中的有效性。

水下杂质的光吸收和散射导致水下较差的水下成像质量。现有的基于数据驱动的基于数据的水下图像增强（UIE）技术缺乏包含各种水下场景和高保真参考图像的大规模数据集。此外，不同颜色通道和空间区域的不一致衰减不完全考虑提升增强。在这项工作中，我们构建了一个大规模的水下图像（LSUI）数据集，包括5004个图像对，并报告了一个U形变压器网络，其中变压器模型首次引入UIE任务。 U形变压器与通道 - 方面的多尺度特征融合变压器（CMSFFT）模块和空间全局功能建模变压器（SGFMT）模块集成在一起，可使用更多地加强网络对色频道和空间区域的关注严重衰减。同时，为了进一步提高对比度和饱和度，在人类视觉原理之后，设计了组合RGB，实验室和LCH颜色空间的新型损失函数。可用数据集的广泛实验验证了报告的技术的最先进性能，具有超过2dB的优势。

This paper explores the problem of reconstructing high-resolution light field (LF) images from hybrid lenses, including a high-resolution camera surrounded by multiple low-resolution cameras. The performance of existing methods is still limited, as they produce either blurry results on plain textured areas or distortions around depth discontinuous boundaries. To tackle this challenge, we propose a novel end-to-end learning-based approach, which can comprehensively utilize the specific characteristics of the input from two complementary and parallel perspectives. Specifically, one module regresses a spatially consistent intermediate estimation by learning a deep multidimensional and cross-domain feature representation, while the other module warps another intermediate estimation, which maintains the high-frequency textures, by propagating the information of the high-resolution view. We finally leverage the advantages of the two intermediate estimations adaptively via the learned attention maps, leading to the final high-resolution LF image with satisfactory results on both plain textured areas and depth discontinuous boundaries. Besides, to promote the effectiveness of our method trained with simulated hybrid data on real hybrid data captured by a hybrid LF imaging system, we carefully design the network architecture and the training strategy. Extensive experiments on both real and simulated hybrid data demonstrate the significant superiority of our approach over state-of-the-art ones. To the best of our knowledge, this is the first end-to-end deep learning method for LF reconstruction from a real hybrid input. We believe our framework could potentially decrease the cost of high-resolution LF data acquisition and benefit LF data storage and transmission.

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.

雨是最常见的天气之一，可以完全降低图像质量并干扰许多计算机视觉任务的执行，尤其是在大雨条件下。我们观察到：（i）雨是雨水和雨淋的混合物； （ii）场景的深度决定了雨条的强度以及变成多雨的阴霾的强度； （iii）大多数现有的DERANE方法仅在合成雨图像上进行训练，因此对现实世界的场景概括不佳。在这些观察结果的激励下，我们提出了一种新的半监督，清除降雨生成的对抗网络（半密集），该混合物由四个关键模块组成：（i）新的注意力深度预测网络以提供精确的深度估计； （ii）上下文特征预测网络由几个精心设计的详细残留块组成，以产生详细的图像上下文特征； （iii）金字塔深度引导的非本地网络，以有效地将图像上下文与深度信息整合在一起，并产生最终的无雨图像； （iv）全面的半监督损失函数，使该模型不限于合成数据集，而是平稳地将其概括为现实世界中的大雨场景。广泛的实验表明，在合成和现实世界中，我们的二十多种代表性的最先进的方法对我们的方法进行了明显的改进。

放映摄像头（UDC）已被广泛利用，以帮助智能手机实现全屏显示。但是，由于屏幕不可避免地会影响光传播过程，因此UDC系统捕获的图像通常包含耀斑，雾霾，模糊和噪声。特别是，UDC图像中的耀斑和模糊可能会严重恶化高动态范围（HDR）场景的用户体验。在本文中，我们提出了一个新的深层模型，即UDC-UNET，以解决HDR场景中已知点扩展功能（PSF）的UDC图像恢复问题。在已知UDC系统的点扩散函数（PSF）的前提下，我们将UDC图像恢复视为非盲图像恢复问题，并提出了一种基于学习的新方法。我们的网络由三个部分组成，包括使用多尺度信息的U形基础网络，一个条件分支以执行空间变体调制以及一个内核分支，以提供给定PSF的先验知识。根据HDR数据的特征，我们还设计了音调映射损失，以稳定网络优化并获得更好的视觉质量。实验结果表明，所提出的UDC-UNET在定量和定性比较方面优于最新方法。我们的方法赢得了MIPI Challenge的UDC图像修复轨道的第二名。代码将公开可用。

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。