视频受害是户外视觉系统的重要问题，并已广泛调查。但是，通过聚合模型形成和数据分布设计最佳架构是用于视频受管的具有挑战性的任务。在本文中，我们开发了一种模型引导的三级优化框架，推断了具有协作优化和自动搜索机制的网络架构，名为三级模型推断出协作搜索（TMICS），用于处理各种视频雨水。特别是，为了减轻现有方法无法涵盖各种雨条纹分布的问题，我们首先设计关于任务变量和超参数的超参数优化模型。基于所提出的优化模型，我们设计了一种用于视频的协作结构。该结构包括主导网络架构（DNA）和伴侣网络架构（CNA），其通过引入基于注意力的平均方案（AAS）来协作。为了更好地探索来自视频的帧间信息，我们介绍了一种从光学流模块（OFM）和时间分组模块（TGM）搜索的宏观结构搜索方案，以帮助恢复潜在帧。此外，我们应用了从一块紧凑的候选任务操作集搜索的可分散的神经结构，以便自动发现理想的雨条纹架构。关于各种数据集的广泛实验表明，我们的模型显示了最先进的作品的保真度和时间一致性的显着改善。源代码可在https://github.com/vis-opt-group/tmics中获得。

多尺度体系结构和注意力模块在许多基于深度学习的图像脱落方法中都显示出有效性。但是，将这两个组件手动设计和集成到神经网络中需要大量的劳动力和广泛的专业知识。在本文中，高性能多尺度的细心神经体系结构搜索（MANAS）框架是技术开发的。所提出的方法为图像脱落任务的最爱的多个灵活模块制定了新的多尺度注意搜索空间。在搜索空间下，建立了多尺度的细胞，该单元被进一步用于构建功能强大的图像脱落网络。通过基于梯度的搜索算法自动搜索脱毛网络的内部多尺度架构，该算法在某种程度上避免了手动设计的艰巨过程。此外，为了获得强大的图像脱落模型，还提出了一种实用有效的多到一对训练策略，以允许去磨损网络从具有相同背景场景的多个雨天图像中获取足够的背景信息，与此同时，共同优化了包括外部损失，内部损失，建筑正则损失和模型复杂性损失在内的多个损失功能，以实现可靠的损伤性能和可控的模型复杂性。对合成和逼真的雨图像以及下游视觉应用（即反对检测和分割）的广泛实验结果始终证明了我们提出的方法的优越性。

As a common weather, rain streaks adversely degrade the image quality. Hence, removing rains from an image has become an important issue in the field. To handle such an ill-posed single image deraining task, in this paper, we specifically build a novel deep architecture, called rain convolutional dictionary network (RCDNet), which embeds the intrinsic priors of rain streaks and has clear interpretability. In specific, we first establish a RCD model for representing rain streaks and utilize the proximal gradient descent technique to design an iterative algorithm only containing simple operators for solving the model. By unfolding it, we then build the RCDNet in which every network module has clear physical meanings and corresponds to each operation involved in the algorithm. This good interpretability greatly facilitates an easy visualization and analysis on what happens inside the network and why it works well in inference process. Moreover, taking into account the domain gap issue in real scenarios, we further design a novel dynamic RCDNet, where the rain kernels can be dynamically inferred corresponding to input rainy images and then help shrink the space for rain layer estimation with few rain maps so as to ensure a fine generalization performance in the inconsistent scenarios of rain types between training and testing data. By end-to-end training such an interpretable network, all involved rain kernels and proximal operators can be automatically extracted, faithfully characterizing the features of both rain and clean background layers, and thus naturally lead to better deraining performance. Comprehensive experiments substantiate the superiority of our method, especially on its well generality to diverse testing scenarios and good interpretability for all its modules. Code is available in \emph{\url{https://github.com/hongwang01/DRCDNet}}.

在本文中，我们研究了实用的时空视频超分辨率（STVSR）问题，该问题旨在从低型低分辨率的低分辨率模糊视频中生成高富含高分辨率的夏普视频。当使用低填充和低分辨率摄像头记录快速动态事件时，通常会发生这种问题，而被捕获的视频将遭受三个典型问题：i）运动模糊发生是由于曝光时间内的对象/摄像机运动而发生的； ii）当事件时间频率超过时间采样的奈奎斯特极限时，运动异叠是不可避免的； iii）由于空间采样率低，因此丢失了高频细节。这些问题可以通过三个单独的子任务的级联来缓解，包括视频脱张，框架插值和超分辨率，但是，这些问题将无法捕获视频序列之间的空间和时间相关性。为了解决这个问题，我们通过利用基于模型的方法和基于学习的方法来提出一个可解释的STVSR框架。具体而言，我们将STVSR作为联合视频脱张，框架插值和超分辨率问题，并以另一种方式将其作为两个子问题解决。对于第一个子问题，我们得出了可解释的分析解决方案，并将其用作傅立叶数据变换层。然后，我们为第二个子问题提出了一个反复的视频增强层，以进一步恢复高频细节。广泛的实验证明了我们方法在定量指标和视觉质量方面的优势。

从低光场景捕获的图像经常遭受严重的降级，包括低可视性，颜色铸造和密集的声音等。这些因素不仅影响图像质量，还会降低下游低光视图（LLV）应用的性能。已经提出了各种深度学习方法来提高低光图像的视觉质量。然而，这些方法主要依赖于重要的建筑工程来获得适当的低光模型，并且经常遭受高计算负担。此外，扩展这些增强技术以处理其他LLV仍然具有挑战性。为了部分地解决上述问题，我们建立了与架构搜索（Ruas）的RetineX-Inspired展开，一般学习框架，这不仅可以解决低光增强任务，而且还具有处理其他更具挑战性下游视觉应用的灵活性。具体而言，我们首先与展开策略建立嵌套优化制定，探索一系列LLV任务的基础原则。此外，我们构建一个可差的策略，以协同搜索RuAs的特定场景和任务架构。最后但并非最不重要的是，我们展示了如何为低级和高级LLV应用程序应用RuAs（例如，增强，检测和分割）。广泛的实验验证了Ruas的灵活性，有效性和效率。

由于大气湍流的扭曲而恢复图像是一个长期存在的问题，这是由于变形的空间变化，图像形成过程的非线性以及训练和测试数据的稀缺性。现有方法通常在失真模型上具有强大的统计假设，在许多情况下，由于没有概括，因此在现实世界中的性能有限。为了克服挑战，本文提出了一种端到端物理驱动的方法，该方法有效，可以推广到现实世界的湍流。在数据合成方面，我们通过通过宽sense式的平稳性近似随机场来显着增加SOTA湍流模拟器可以处理的图像分辨率。新的数据合成过程使大规模的多级湍流和训练的地面真相对产生。在网络设计方面，我们提出了湍流缓解变压器（TMT），这是一个两级U-NET形状的多帧恢复网络，该网络具有Noval有效的自发机制，称为暂时通道关节关注（TCJA）。我们还引入了一种新的培训方案，该方案由新的模拟器启用，并设计新的变压器单元以减少内存消耗。在静态场景和动态场景上的实验结果是有希望的，包括各种真实的湍流场景。

本文回顾了关于压缩视频质量增强质量的第一个NTIRE挑战，重点是拟议的方法和结果。在此挑战中，采用了新的大型不同视频（LDV）数据集。挑战有三个曲目。Track 1和2的目标是增强HEVC在固定QP上压缩的视频，而Track 3旨在增强X265压缩的视频，以固定的位速率压缩。此外，轨道1和3的质量提高了提高保真度（PSNR）的目标，以及提高感知质量的2个目标。这三个曲目完全吸引了482个注册。在测试阶段，分别提交了12个团队，8支球队和11支球队，分别提交了轨道1、2和3的最终结果。拟议的方法和解决方案衡量视频质量增强的最先进。挑战的首页：https：//github.com/renyang-home/ntire21_venh

派生是一个重要而基本的计算机视觉任务，旨在消除在下雨天捕获的图像或视频中的雨条纹和累积。现有的派威方法通常会使雨水模型的启发式假设，这迫使它们采用复杂的优化或迭代细化以获得高回收质量。然而，这导致耗时的方法，并影响解决从假设偏离的雨水模式的有效性。在本文中，我们通过在没有复杂的雨水模型假设的情况下，通过在没有复杂的雨水模型假设的情况下制定污染作为预测滤波问题的简单而有效的污染方法。具体地，我们识别通过深网络自适应地预测适当的核的空间变型预测滤波（SPFILT以过滤不同的各个像素。由于滤波可以通过加速卷积来实现，因此我们的方法可以显着效率。我们进一步提出了eFderain +，其中包含三个主要贡献来解决残留的雨迹，多尺度和多样化的雨水模式而不会损害效率。首先，我们提出了不确定感知的级联预测滤波（UC-PFILT），其可以通过预测的内核来识别重建清洁像素的困难，并有效地移除残留的雨水迹线。其次，我们设计重量共享多尺度扩张过滤（WS-MS-DFILT），以处理多尺度雨条纹，而不会损害效率。第三，消除各种雨水模式的差距，我们提出了一种新颖的数据增强方法（即Rainmix）来培养我们的深层模型。通过对不同变体的复杂分析的所有贡献相结合，我们的最终方法在恢复质量和速度方面优于四个单像辐照数据集和一个视频派威数据集的基线方法。

这项工作研究了关节降雨和雾霾清除问题。在现实情况下，雨水和阴霾通常是两个经常共同发生的共同天气现象，可以极大地降低场景图像的清晰度和质量，从而导致视觉应用的性能下降，例如自动驾驶。但是，在场景图像中共同消除雨水和雾霾是艰难而挑战，在那里，阴霾和雨水的存在以及大气光的变化都可以降低现场信息。当前的方法集中在污染部分上，因此忽略了受大气光的变化影响的场景信息的恢复。我们提出了一个新颖的深神经网络，称为不对称双重编码器U-NET（ADU-NET），以应对上述挑战。 ADU-NET既产生污染物残留物，又产生残留的现场，以有效地去除雨水和雾霾，同时保留场景信息的保真度。广泛的实验表明，我们的工作在合成数据和现实世界数据基准（包括RainCityScapes，Bid Rain和Spa-data）的相当大的差距上优于现有的最新方法。例如，我们在RainCityScapes/spa-data上分别将最新的PSNR值提高了2.26/4.57。代码将免费提供给研究社区。

为了促进视频降解研究，我们构建了一个引人注目的数据集，即“实用的视频Denoising DataSet”（PVDD），其中包含200个SRGB和RAW格式的嘈杂清洁动态视频对。与由有限运动信息组成的现有数据集相比，PVDD涵盖了具有变化和自然运动的动态场景。与使用主要高斯或泊松分布的数据集不同，以合成SRGB域中的噪声，PVDD通过具有物理意义的传感器噪声模型，然后进行ISP处理，将原始域中的现实噪声合成现实的噪声。此外，基于此数据集，我们提出了一个基于洗牌的实用降解模型，以增强现实世界中SRGB视频的视频DeNoising网络的性能。广泛的实验表明，接受PVDD培训的模型在许多具有挑战性的现实视频上实现了优越的DeNo绩效，而不是在其他现有数据集中训练的模型上。

盲人面部修复（BFR）旨在从低品质的图像中恢复高质量的面部图像，并通常求助于面部先验，以改善恢复性能。但是，当前的方法仍然遇到两个主要困难：1）如何在不进行大规模调整的情况下得出强大的网络体系结构； 2）如何从一个网络中的多个面部先验捕获互补信息以提高恢复性能。为此，我们提出了一个面部修复搜索网络（FRSNET），以适应我们指定的搜索空间内的合适特征提取体系结构，这可以直接有助于恢复质量。在FRSNET的基础上，我们通过多个学习方案进一步设计了多个面部先验搜索网络（MFPSNET）。 MFPSNET最佳地从不同的面部先验中提取信息，并将信息融合到图像特征中，以确保保留外部指导和内部特征。通过这种方式，MFPSNet充分利用了语义级别（解析图），几何级别（面部热图），参考级别（面部词典）和像素级（降级图像）信息，从而产生忠实且逼真的图像。定量和定性实验表明，MFPSNET在合成和现实世界数据集上对最先进的BFR方法表现出色。这些代码可公开可用：https：//github.com/yyj1ang/mfpsnet。

现有的DERANE方法主要集中于单个输入图像。只有单个输入图像，很难准确检测到雨条，去除雨条并恢复无雨图像。与单个2D图像相比，光场图像（LFI）通过通过元素摄像机记录每个事件射线的方向和位置，嵌入了广泛的3D结构和纹理信息，该镜头已成为计算机中的流行设备视觉和图形研究社区。在本文中，我们提出了一个新颖的网络4D-MGP-SRRNET，以从LFI中删除雨条。我们的方法将大雨LFI的所有子视图作为输入。为了充分利用LFI，我们采用4D卷积层来构建拟议的雨牛排清除网络，以同时处理LFI的所有子视图。在拟议的网络中，提出了带有新颖的多尺度自引导高斯工艺（MSGP）模块的雨水检测模型MGPDNET，以检测输入LFI的所有子视图中的雨条。引入了半监督的学习，以通过对虚拟世界LFI和现实世界中的LFI进行多个尺度上的虚拟世界LFI和现实世界中的LFI来准确检测雨季，这是通过计算现实世界中雨水条纹的伪地面真相。然后，所有减去预测的雨条的子视图都将馈送到4D残差模型中，以估计深度图。最后，所有子视图与相应的雨条和从估计的深度图转换的相应雨条和雾图都馈送到基于对抗性复发性神经网络的雨天LFI恢复模型，以逐步消除雨水条纹并恢复无雨的LFI LFI LFI。 。对合成LFI和现实世界LFI进行的广泛的定量和定性评估证明了我们提出的方法的有效性。

Single Image Super-Resolution (SISR) tasks have achieved significant performance with deep neural networks. However, the large number of parameters in CNN-based met-hods for SISR tasks require heavy computations. Although several efficient SISR models have been recently proposed, most are handcrafted and thus lack flexibility. In this work, we propose a novel differentiable Neural Architecture Search (NAS) approach on both the cell-level and network-level to search for lightweight SISR models. Specifically, the cell-level search space is designed based on an information distillation mechanism, focusing on the combinations of lightweight operations and aiming to build a more lightweight and accurate SR structure. The network-level search space is designed to consider the feature connections among the cells and aims to find which information flow benefits the cell most to boost the performance. Unlike the existing Reinforcement Learning (RL) or Evolutionary Algorithm (EA) based NAS methods for SISR tasks, our search pipeline is fully differentiable, and the lightweight SISR models can be efficiently searched on both the cell-level and network-level jointly on a single GPU. Experiments show that our methods can achieve state-of-the-art performance on the benchmark datasets in terms of PSNR, SSIM, and model complexity with merely 68G Multi-Adds for $\times 2$ and 18G Multi-Adds for $\times 4$ SR tasks.

由于空间和时间变化的模糊，视频脱毛是一个高度不足的问题。视频脱毛的直观方法包括两个步骤：a）检测当前框架中的模糊区域； b）利用来自相邻帧中清晰区域的信息，以使当前框架脱毛。为了实现这一过程，我们的想法是检测每个帧的像素模糊级别，并将其与视频Deblurring结合使用。为此，我们提出了一个新颖的框架，该框架利用了先验运动级（MMP）作为有效的深视频脱张的指南。具体而言，由于在曝光时间内沿其轨迹的像素运动与运动模糊水平呈正相关，因此我们首先使用高频尖锐框架的光流量的平均幅度来生成合成模糊框架及其相应的像素 - 像素 - 明智的运动幅度地图。然后，我们构建一个数据集，包括模糊框架和MMP对。然后，由紧凑的CNN通过回归来学习MMP。 MMP包括空间和时间模糊级别的信息，可以将其进一步集成到视频脱毛的有效复发性神经网络（RNN）中。我们进行密集的实验，以验证公共数据集中提出的方法的有效性。

可变形图像注册在医学图像分析的各种任务中起着至关重要的作用。从常规能源优化或深层网络中得出的成功的注册算法需要从计算机专家那里进行巨大努力来井设计注册能源，或者仔细调整特定类型的医疗数据类型的网络架构。为了解决上述问题，本文提出了一种自动学习注册算法（Autoreg），该算法（Autoreg）合作优化了建筑及其相应的培训目标，使非计算机专家，例如医疗/临床用户，以方便地查找现有的注册各种情况的算法。具体而言，我们建立了一个三级框架，以自动搜索机制和合作优化来推导注册网络体系结构和目标。我们对多站点卷数据集和各种注册任务进行图像注册实验。广泛的结果表明，我们的自动化可能会自动学习给定量的最佳深度注册网络并实现最先进的性能，也比主流UNET体系结构显着提高了计算效率（从0.558到0.558至0.270秒，对于3D图像对相同的配置）。

Neural Architecture Search (NAS) for automatically finding the optimal network architecture has shown some success with competitive performances in various computer vision tasks. However, NAS in general requires a tremendous amount of computations. Thus reducing computational cost has emerged as an important issue. Most of the attempts so far has been based on manual approaches, and often the architectures developed from such efforts dwell in the balance of the network optimality and the search cost. Additionally, recent NAS methods for image restoration generally do not consider dynamic operations that may transform dimensions of feature maps because of the dimensionality mismatch in tensor calculations. This can greatly limit NAS in its search for optimal network structure. To address these issues, we re-frame the optimal search problem by focusing at component block level. From previous work, it's been shown that an effective denoising block can be connected in series to further improve the network performance. By focusing at block level, the search space of reinforcement learning becomes significantly smaller and evaluation process can be conducted more rapidly. In addition, we integrate an innovative dimension matching modules for dealing with spatial and channel-wise mismatch that may occur in the optimal design search. This allows much flexibility in optimal network search within the cell block. With these modules, then we employ reinforcement learning in search of an optimal image denoising network at a module level. Computational efficiency of our proposed Denoising Prior Neural Architecture Search (DPNAS) was demonstrated by having it complete an optimal architecture search for an image restoration task by just one day with a single GPU.

尽管运动补偿大大提高了视频质量，但单独执行运动补偿和视频脱张需要大量的计算开销。本文提出了一个实时视频Deblurring框架，该框架由轻巧的多任务单元组成，该单元以有效的方式支持视频脱张和运动补偿。多任务单元是专门设计的，用于使用单个共享网络处理两个任务的大部分，并由多任务详细网络和简单的网络组成，用于消除和运动补偿。多任务单元最大程度地减少了将运动补偿纳入视频Deblurring的成本，并实现了实时脱毛。此外，通过堆叠多个多任务单元，我们的框架在成本和过度质量之间提供了灵活的控制。我们通过实验性地验证了方法的最先进的质量，与以前的方法相比，该方法的运行速度要快得多，并显示了实时的实时性能（在DVD数据集中测量了30.99db@30fps）。

基于对抗性学习的图像抑制方法，由于其出色的性能，已经在计算机视觉中进行了广泛的研究。但是，大多数现有方法对实际情况的质量功能有限，因为它们在相同场景的透明和合成的雾化图像上进行了培训。此外，它们在保留鲜艳的色彩和丰富的文本细节方面存在局限性。为了解决这些问题，我们开发了一个新颖的生成对抗网络，称为整体注意力融合对抗网络（HAAN），用于单个图像。 Haan由Fog2FogFogre块和FogFree2Fog块组成。在每个块中，有三个基于学习的模块，即雾除雾，颜色纹理恢复和雾合成，它们相互限制以生成高质量的图像。 Haan旨在通过学习雾图图像之间的整体通道空间特征相关性及其几个派生图像之间的整体通道空间特征相关性来利用纹理和结构信息的自相似性。此外，在雾合成模块中，我们利用大气散射模型来指导它，以通过新颖的天空分割网络专注于大气光优化来提高生成质量。关于合成和现实世界数据集的广泛实验表明，就定量准确性和主观的视觉质量而言，Haan的表现优于最先进的脱落方法。

在本文中，我们提出了一个生成的对抗网络（GAN）框架，以增强压缩视频的感知质量。我们的框架包括单个模型中对不同量化参数（QP）的注意和适应。注意模块利用了可以捕获和对齐连续框架之间的远程相关性的全球接收场，这可能有益于提高视频感知质量。要增强的框架与其相邻的框架一起馈入深网，并在第一阶段的特征中提取不同深度的特征。然后提取的特征被馈入注意力块以探索全局的时间相关性，然后进行一系列上采样和卷积层。最后，通过利用相应的QP信息的QP条件适应模块处理所得的功能。这样，单个模型可用于增强对各种QP的适应性，而无需针对每个QP值的多个模型，同时具有相似的性能。实验结果表明，与最先进的压缩视频质量增强算法相比，所提出的PEQUENET的表现出色。

使用注意机制的深度卷积神经网络（CNN）在动态场景中取得了巨大的成功。在大多数这些网络中，只能通过注意图精炼的功能传递到下一层，并且不同层的注意力图彼此分开，这并不能充分利用来自CNN中不同层的注意信息。为了解决这个问题，我们引入了一种新的连续跨层注意传播（CCLAT）机制，该机制可以利用所有卷积层的分层注意信息。基于CCLAT机制，我们使用非常简单的注意模块来构建一个新型残留的密集注意融合块（RDAFB）。在RDAFB中，从上述RDAFB的输出中推断出的注意图和每一层直接连接到后续的映射，从而导致CRLAT机制。以RDAFB为基础，我们为动态场景Deblurring设计了一个名为RDAFNET的有效体系结构。基准数据集上的实验表明，所提出的模型的表现优于最先进的脱毛方法，并证明了CCLAT机制的有效性。源代码可在以下网址提供：https：//github.com/xjmz6/rdafnet。