In this paper we present TreEnhance, an automatic method for low-light image enhancement capable of improving the quality of digital images. The method combines tree search theory, and in particular the Monte Carlo Tree Search (MCTS) algorithm, with deep reinforcement learning. Given as input a low-light image, TreEnhance produces as output its enhanced version together with the sequence of image editing operations used to obtain it. During the training phase, the method repeatedly alternates two main phases: a generation phase, where a modified version of MCTS explores the space of image editing operations and selects the most promising sequence, and an optimization phase, where the parameters of a neural network, implementing the enhancement policy, are updated. Two different inference solutions are proposed for the enhancement of new images: one is based on MCTS and is more accurate but more time and memory consuming; the other directly applies the learned policy and is faster but slightly less precise. As a further contribution, we propose a guided search strategy that "reverses" the enhancement procedure that a photo editor applied to a given input image. Unlike other methods from the state of the art, TreEnhance does not pose any constraint on the image resolution and can be used in a variety of scenarios with minimal tuning. We tested the method on two datasets: the Low-Light dataset and the Adobe Five-K dataset obtaining good results from both a qualitative and a quantitative point of view.

如今，图像到图像翻译方法是增强自然图像的最新技术。即使它们通常在准确性方面表现出高度的表现，他们也经常受到一些限制，例如产生伪像以及对高分辨率的可扩展性。此外，他们的主要缺点是完全黑框的方法，它不允许为最终用户提供有关应用的增强过程的任何见解。在本文中，我们介绍了一种路径计划算法，该算法对通过最先进的增强方法产生的输出进行了分步说明，并克服了黑框的限制。该算法（称为Exie）使用A*算法的变体通过应用等效的增强运算符序列来模拟另一种方法的增强过程。我们应用了Exie来解释在五千数据集中训练的几种最先进模型的输出，从而获得了增强运算符的序列，能够在性能方面产生非常相似的结果，并克服了对差的巨大限制的巨大限制。最佳性能算法。

移动设备上的低光成像通常是由于不足的孔径穿过相对较小的孔径而挑战，导致信噪比较低。以前的大多数关于低光图像处理的作品仅关注单个任务，例如照明调整，颜色增强或删除噪声；或在密切依赖于从特定的摄像机模型中收集的长时间曝光图像对的关节照明调整和降解任务上，因此，这些方法在需要摄像机特定的关节增强和恢复的现实环境中不太实用且可推广。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个低光图像处理框架，该框架可以执行关节照明调整，增强色彩和降解性。考虑到模型特异性数据收集的难度和捕获图像的超高定义，我们设计了两个分支：系数估计分支以及关节增强和denoising分支。系数估计分支在低分辨率空间中起作用，并预测通过双边学习增强的系数，而关节增强和去核分支在全分辨率空间中工作，并逐步执行关节增强和脱氧。与现有方法相反，我们的框架在适应另一个摄像机模型时不需要回忆大量数据，这大大减少了微调我们用于实际使用方法所需的努力。通过广泛的实验，与当前的最新方法相比，我们在现实世界中的低光成像应用中证明了它的巨大潜力。

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。

将外观的图像编辑成令人惊叹的照片需要技巧和时间。自动图像增强算法通过在没有用户交互的情况下生成高质量的图像来引起人们的兴趣。但是，照片的质量评估是主观的。即使在音调和颜色调整中，自动增强的一张照片对于适合用户偏好的挑战也很具有挑战性。为了解决此问题，我们提出了一种半自动图像增强算法，该算法可以通过控制一些参数来生成具有多种样式的高质量图像。我们首先将照片修饰的技能从高质量的图像中解脱出来，并为每种技能建立有效的增强系统。具体而言，编码器框架框架将修饰技能编码为潜在代码，并将它们解码为图像信号处理（ISP）函数的参数。 ISP函数在计算上是有效的，仅由19个参数组成。尽管我们需要多次推断才能获得所需的结果，但实验结果表明，所提出的方法在基准数据集上实现了最先进的性能，以提高图像质量和模型效率。

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。

One of the main challenges in deep learning-based underwater image enhancement is the limited availability of high-quality training data. Underwater images are difficult to capture and are often of poor quality due to the distortion and loss of colour and contrast in water. This makes it difficult to train supervised deep learning models on large and diverse datasets, which can limit the model's performance. In this paper, we explore an alternative approach to supervised underwater image enhancement. Specifically, we propose a novel unsupervised underwater image enhancement framework that employs a conditional variational autoencoder (cVAE) to train a deep learning model with probabilistic adaptive instance normalization (PAdaIN) and statistically guided multi-colour space stretch that produces realistic underwater images. The resulting framework is composed of a U-Net as a feature extractor and a PAdaIN to encode the uncertainty, which we call UDnet. To improve the visual quality of the images generated by UDnet, we use a statistically guided multi-colour space stretch module that ensures visual consistency with the input image and provides an alternative to training using a ground truth image. The proposed model does not need manual human annotation and can learn with a limited amount of data and achieves state-of-the-art results on underwater images. We evaluated our proposed framework on eight publicly-available datasets. The results show that our proposed framework yields competitive performance compared to other state-of-the-art approaches in quantitative as well as qualitative metrics. Code available at https://github.com/alzayats/UDnet .

近年来已经提出了显示屏下的显示器，作为减少移动设备的形状因子的方式，同时最大化屏幕区域。不幸的是，将相机放在屏幕后面导致显着的图像扭曲，包括对比度，模糊，噪音，色移，散射伪像和降低光敏性的损失。在本文中，我们提出了一种图像恢复管道，其是ISP-Annostic，即它可以与任何传统ISP组合，以产生使用相同的ISP与常规相机外观匹配的最终图像。这是通过执行Raw-Raw Image Restoration的深度学习方法来实现的。为了获得具有足够对比度和场景多样性的大量实际展示摄像机培训数据，我们还开发利用HDR监视器的数据捕获方法，以及数据增强方法以产生合适的HDR内容。监视器数据补充有现实世界的数据，该数据具有较少的场景分集，但允许我们实现细节恢复而不受监视器分辨率的限制。在一起，这种方法成功地恢复了颜色和对比度以及图像细节。

我们通过对修饰过程进行建模，以执行一系列新引入的可训练的神经色运算符来提出一种新型的图像修饰方法。神经颜色操作员模仿了传统颜色运算符的行为，并学习了Pixelwise Color Transformation，而其强度则由标量控制。为了反映颜色运算符的同构属性，我们采用了模棱两可的映射，并采用编码器编码器结构，该结构将非线性颜色转换映射到更简单的转换（即翻译），在高维空间中。通过分析全球图像统计数据，使用基于CNN的强度预测指标预测每个神经颜色操作员的标量强度。总体而言，我们的方法相当轻巧，并提供灵活的控件。实验和公共数据集的用户研究表明，与SOTA方法相比，我们的方法始终取得了最佳的结果。代码和数据将公开可用。

The paper presents a novel method, Zero-Reference Deep Curve Estimation (Zero-DCE), which formulates light enhancement as a task of image-specific curve estimation with a deep network. Our method trains a lightweight deep network, DCE-Net, to estimate pixel-wise and high-order curves for dynamic range adjustment of a given image. The curve estimation is specially designed, considering pixel value range, monotonicity, and differentiability. Zero-DCE is appealing in its relaxed assumption on reference images, i.e., it does not require any paired or unpaired data during training. This is achieved through a set of carefully formulated non-reference loss functions, which implicitly measure the enhancement quality and drive the learning of the network. Our method is efficient as image enhancement can be achieved by an intuitive and simple nonlinear curve mapping. Despite its simplicity, we show that it generalizes well to diverse lighting conditions. Extensive experiments on various benchmarks demonstrate the advantages of our method over state-of-the-art methods qualitatively and quantitatively. Furthermore, the potential benefits of our Zero-DCE to face detection in the dark are discussed.

This paper presents a new neural network for enhancing underexposed photos. Instead of directly learning an image-to-image mapping as previous work, we introduce intermediate illumination in our network to associate the input with expected enhancement result, which augments the network's capability to learn complex photographic adjustment from expert-retouched input/output image pairs. Based on this model, we formulate a loss function that adopts constraints and priors on the illumination, prepare a new dataset of 3,000 underexposed image pairs, and train the network to effectively learn a rich variety of adjustment for diverse lighting conditions. By these means, our network is able to recover clear details, distinct contrast, and natural color in the enhancement results. We perform extensive experiments on the benchmark MIT-Adobe FiveK dataset and our new dataset, and show that our network is effective to deal with previously challenging images.

Deep convolutional networks have become a popular tool for image generation and restoration. Generally, their excellent performance is imputed to their ability to learn realistic image priors from a large number of example images. In this paper, we show that, on the contrary, the structure of a generator network is sufficient to capture a great deal of low-level image statistics prior to any learning. In order to do so, we show that a randomly-initialized neural network can be used as a handcrafted prior with excellent results in standard inverse problems such as denoising, superresolution, and inpainting. Furthermore, the same prior can be used to invert deep neural representations to diagnose them, and to restore images based on flash-no flash input pairs.

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。

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。

图像颜色协调算法旨在自动匹配在不同条件下捕获的前景图像的颜色分布和背景图像。以前的基于深度学习的模型忽略了两个对于实际应用至关重要的问题，即高分辨率（HR）图像处理和模型的可理解性。在本文中，我们提出了一个新型的深层综合颜色滤波器（DCCF）学习框架，用于高分辨率图像协调。具体而言，DCCF首先将原始输入图像列为其低分辨率（LR）对抗零件，然后以端到端的方式学习四个人类可理解的神经过滤器（即色相，饱和，饱和，价值和细心的渲染过滤器），最终以将这些过滤器应用于原始输入图像以获得统一的结果。从可理解的神经过滤器中受益，我们可以为用户提供一个简单而有效的处理程序，以便用户与Deep Model合作，以便在必要时很少努力获得所需的结果。广泛的实验证明了DCCF学习框架的有效性，并且它在IHARMONY4数据集上的最先进的后处理方法优于图像的全分辨率，分别在MSE和PSNR上实现了7.63％和1.69％的相对改进，从而超过了图像的全分辨率。

在极低光线条件下捕获图像会对标准相机管道带来重大挑战。图像变得太黑了，太吵了，这使得传统的增强技术几乎不可能申请。最近，基于学习的方法已经为此任务显示了非常有希望的结果，因为它们具有更大的表现力能力来允许提高质量。这些研究中的激励，在本文中，我们的目标是利用爆破摄影来提高性能，并从极端暗的原始图像获得更加锐利和更准确的RGB图像。我们提出的框架的骨干是一种新颖的粗良好网络架构，逐步产生高质量的输出。粗略网络预测了低分辨率，去噪的原始图像，然后将其馈送到精细网络以恢复微尺的细节和逼真的纹理。为了进一步降低噪声水平并提高颜色精度，我们将该网络扩展到置换不变结构，使得它作为输入突发为低光图像，并在特征级别地合并来自多个图像的信息。我们的实验表明，我们的方法通过生产更详细和相当更高的质量的图像来引起比最先进的方法更令人愉悦的结果。

利用深度学习的最新进展，文本到图像生成模型目前具有吸引公众关注的优点。其中两个模型Dall-E 2和Imagen已经证明，可以从图像的简单文本描述中生成高度逼真的图像。基于一种称为扩散模型的新型图像生成方法，文本对图像模型可以生产许多不同类型的高分辨率图像，其中人类想象力是唯一的极限。但是，这些模型需要大量的计算资源来训练，并处理从互联网收集的大量数据集。此外，代码库和模型均未发布。因此，它可以防止AI社区尝试这些尖端模型，从而使其结果复制变得复杂，即使不是不可能。在本文中，我们的目标是首先回顾这些模型使用的不同方法和技术，然后提出我们自己的文本模型模型实施。高度基于DALL-E 2，我们引入了一些轻微的修改，以应对所引起的高计算成本。因此，我们有机会进行实验，以了解这些模型的能力，尤其是在低资源制度中。特别是，我们提供了比Dall-e 2的作者（包括消融研究）更深入的分析。此外，扩散模型使用所谓的指导方法来帮助生成过程。我们引入了一种新的指导方法，该方法可以与其他指导方法一起使用，以提高图像质量。最后，我们的模型产生的图像质量相当好，而不必维持最先进的文本对图像模型的重大培训成本。

内窥镜检查是空心器官内最广泛使用的癌症和息肉检测的医疗技术。但是，由于启蒙源方向，内窥镜获得的图像经常受到照明人工制品的影响。当内窥镜的光源姿势突然变化时，存在两个主要问题：产生过度曝光和不受欢迎的组织区域。这两种情况可能导致因影响区域缺乏信息而导致误诊，或者在非侵入性检查过程中使用了各种计算机视觉方法的性能（例如，大满贯，运动结构，光流，光流）。这项工作的目的是两倍：i）引入一种由生成对抗技术生成的新合成生成的数据集和ii），并探索在过度暴露和未渗透的照明中探索基于浅层和深度学习的基于浅的基于学习的图像增强方法条件。除了在7.6 fps左右的运行时间外，还通过基于深网的LMSPEC方法获得了最佳定量结果（即基于公制的结果）

图像增强旨在通过修饰颜色和音调来提高照片的美学视觉质量，并且是专业数字摄影的必不可少的技术。近年来，基于学习的图像增强算法已达到有希望的表现，并吸引了日益普及。但是，典型的努力试图为所有像素的颜色转换构建一个均匀的增强子。它忽略了对照片重要的不同内容（例如，天空，海洋等）之间的像素差异，从而导致结果不令人满意。在本文中，我们提出了一个新颖的可学习背景知觉的4维查找表（4D LUT），该表通过适应性地学习照片上下文来实现每个图像中不同内容的增强。特别是，我们首先引入一个轻量级上下文编码器和一个参数编码器，以分别学习像素级类别的上下文图和一组图像自适应系数。然后，通过通过系数集成多个基础4D LUT来生成上下文感知的4D LUT。最后，可以通过将源图像和上下文图馈入融合的上下文感知的4D〜LUT来获得增强的图像。与传统的3D LUT（即RGB映射到RGB）相比，通常用于摄像机成像管道系统或工具，4D LUT，即RGBC（RGB+上下文）映射到RGB，可实现具有不同像素的颜色转换的最佳控制每个图像中的内容，即使它们具有相同的RGB值。实验结果表明，我们的方法在广泛使用的基准中优于其他最先进的方法。

基于图像的艺术渲染可以使用算法图像过滤合成各种表达式。与基于深度学习的方法相反，这些基于启发式的过滤技术可以在高分辨率图像上运行，可以解释，并且可以根据各个设计方面进行参数化。但是，适应或扩展这些技术生产新样式通常是一项乏味且容易出错的任务，需要专家知识。我们提出了一个新的范式来减轻此问题：实现算法图像过滤技术作为可区分的操作，可以学习与某些参考样式一致的参数化。为此，我们提出了明智的，这是一个基于示例的图像处理系统，可以在公共框架内处理多种风格化技术，例如水彩，油或卡通风格。通过训练全局和本地滤波器参数化的参数预测网络，我们可以同时适应参考样式和图像内容，例如增强面部特征。我们的方法可以在样式转移框架中进行优化，也可以在用于图像到图像翻译的生成对流设置中学习。我们证明，共同训练XDOG滤波器和用于后处理的CNN可以与基于GAN的最新方法获得可比的结果。