在本文中，我们呈现了UFFORER，一种用于图像恢复的有效和高效的变换器架构，其中我们使用变压器块构建分层编码器解码器网络。在UFFAR中，有两个核心设计。首先，我们介绍了一个新颖的本地增强型窗口（Lewin）变压器块，其执行基于窗口的自我关注而不是全局自我关注。它显着降低了高分辨率特征映射的计算复杂性，同时捕获本地上下文。其次，我们提出了一种以多尺度空间偏置的形式提出了一种学习的多尺度恢复调制器，以调整UFFORER解码器的多个层中的特征。我们的调制器展示了卓越的能力，用于恢复各种图像恢复任务的详细信息，同时引入边缘额外参数和计算成本。通过这两个设计提供支持，UFFORER享有高能力，可以捕获本地和全局依赖性的图像恢复。为了评估我们的方法，在几种图像恢复任务中进行了广泛的实验，包括图像去噪，运动脱棕，散焦和污染物。没有钟声和口哨，与最先进的算法相比，我们的UFormer实现了卓越的性能或相当的性能。代码和模型可在https://github.com/zhendongwang6/uformer中找到。

现实世界图像Denoising是一个实用的图像恢复问题，旨在从野外嘈杂的输入中获取干净的图像。最近，Vision Transformer（VIT）表现出强大的捕获远程依赖性的能力，许多研究人员试图将VIT应用于图像DeNosing任务。但是，现实世界的图像是一个孤立的框架，它使VIT构建了内部贴片的远程依赖性，该依赖性将图像分为贴片并混乱噪声模式和梯度连续性。在本文中，我们建议通过使用连续的小波滑动转换器来解决此问题，该小波滑动转换器在现实世界中构建频率对应关系，称为dnswin。具体而言，我们首先使用CNN编码器从嘈杂的输入图像中提取底部功能。 DNSWIN的关键是将高频和低频信息与功能和构建频率依赖性分开。为此，我们提出了小波滑动窗口变压器，该变压器利用离散的小波变换，自我注意力和逆离散小波变换来提取深度特征。最后，我们使用CNN解码器将深度特征重建为DeNo的图像。对现实世界的基准测试的定量和定性评估都表明，拟议的DNSWIN对最新方法的表现良好。

最近的变形金刚和多层Perceptron（MLP）模型的进展为计算机视觉任务提供了新的网络架构设计。虽然这些模型在许多愿景任务中被证明是有效的，但在图像识别之类的愿景中，仍然存在挑战，使他们适应低级视觉。支持高分辨率图像和本地注意力的局限性的不灵活性可能是使用变压器和MLP在图像恢复中的主要瓶颈。在这项工作中，我们介绍了一个多轴MLP基于MARIC的架构，称为Maxim，可用作用于图像处理任务的高效和灵活的通用视觉骨干。 Maxim使用UNET形的分层结构，并支持由空间门控MLP启用的远程交互。具体而言，Maxim包含两个基于MLP的构建块：多轴门控MLP，允许局部和全球视觉线索的高效和可扩展的空间混合，以及交叉栅栏，替代跨关注的替代方案 - 细分互补。这两个模块都仅基于MLP，而且还受益于全局和“全卷积”，两个属性对于图像处理是可取的。我们广泛的实验结果表明，所提出的Maxim模型在一系列图像处理任务中实现了十多个基准的最先进的性能，包括去噪，失败，派热，脱落和增强，同时需要更少或相当的数量参数和拖鞋而不是竞争模型。

为了获得下游图像信号过程（ISP）的高质量的原始图像，在本文中，我们提出了一个有效的本地乘法变压器，称为ELMFORMER，用于原始图像恢复。 Elmformer包含两个核心设计，尤其是针对原始属性是单渠道的原始图像。第一个设计是双向融合投影（BFP）模块，我们考虑了原始图像的颜色特征和单渠道的空间结构。第二个是我们提出了一个本地乘法自我注意力（L-MSA）方案，以有效地从当地空间传递信息到相关部分。 Elmformer可以有效地减少计算消耗，并在原始图像恢复任务上表现良好。通过这两种核心设计，Elmformer提高了最高的性能，并且与最先进的机构相比，原始DeNoising和原始Deblurring基准测试最低。广泛的实验证明了Elmformer的优势和概括能力。在SIDD基准测试中，我们的方法比基于ISP的方法具有更好的降解性能，这些方法需要大量的额外的SRGB培训图像。这些代码在https://github.com/leonmakise/elmformer上发布。

由于卷积神经网络（CNNS）在从大规模数据中进行了学习的可概括图像前沿执行井，因此这些模型已被广泛地应用于图像恢复和相关任务。最近，另一类神经架构，变形金刚表现出对自然语言和高级视觉任务的显着性能。虽然变压器模型减轻了CNNS的缺点（即，有限的接收领域并对输入内容而无关），但其计算复杂性以空间分辨率二次大转，因此可以对涉及高分辨率图像的大多数图像恢复任务应用得不可行。在这项工作中，我们通过在构建块（多头关注和前锋网络）中进行多个关键设计，提出了一种有效的变压器模型，使得它可以捕获远程像素相互作用，同时仍然适用于大图像。我们的模型，命名恢复变压器（RESTORMER），实现了最先进的结果，导致几种图像恢复任务，包括图像派生，单图像运动脱棕，散焦去纹（单图像和双像素数据）和图像去噪（高斯灰度/颜色去噪，真实的图像去噪）。源代码和预先训练的型号可在https://github.com/swz30/restormer上获得。

卷积神经网络（CNNS）成功地进行了压缩图像感测。然而，由于局部性和重量共享的归纳偏差，卷积操作证明了建模远程依赖性的内在限制。变压器，最初作为序列到序列模型设计，在捕获由于基于自我关注的架构而捕获的全局背景中，即使它可以配备有限的本地化能力。本文提出了一种混合框架，一个混合框架，其集成了从CNN提供的借用的优点以及变压器提供的全局上下文，以获得增强的表示学习。所提出的方法是由自适应采样和恢复组成的端到端压缩图像感测方法。在采样模块中，通过学习的采样矩阵测量图像逐块。在重建阶段，将测量投射到双杆中。一个是用于通过卷积建模邻域关系的CNN杆，另一个是用于采用全球自我关注机制的变压器杆。双分支结构是并发，并且本地特征和全局表示在不同的分辨率下融合，以最大化功能的互补性。此外，我们探索一个渐进的战略和基于窗口的变压器块，以降低参数和计算复杂性。实验结果表明了基于专用变压器的架构进行压缩感测的有效性，与不同数据集的最先进方法相比，实现了卓越的性能。

Recently, Transformer-based image restoration networks have achieved promising improvements over convolutional neural networks due to parameter-independent global interactions. To lower computational cost, existing works generally limit self-attention computation within non-overlapping windows. However, each group of tokens are always from a dense area of the image. This is considered as a dense attention strategy since the interactions of tokens are restrained in dense regions. Obviously, this strategy could result in restricted receptive fields. To address this issue, we propose Attention Retractable Transformer (ART) for image restoration, which presents both dense and sparse attention modules in the network. The sparse attention module allows tokens from sparse areas to interact and thus provides a wider receptive field. Furthermore, the alternating application of dense and sparse attention modules greatly enhances representation ability of Transformer while providing retractable attention on the input image.We conduct extensive experiments on image super-resolution, denoising, and JPEG compression artifact reduction tasks. Experimental results validate that our proposed ART outperforms state-of-the-art methods on various benchmark datasets both quantitatively and visually. We also provide code and models at the website https://github.com/gladzhang/ART.

在恶劣天气下降雪场景的图像恢复是一项艰巨的任务。雪图像具有复杂的降解，并在干净的图像上混乱，改变了干净的图像的分布。以前基于CNN的方法由于缺乏特定的全球建模能力，因此在恢复雪场景中完全恢复了雪场的挑战。在本文中，我们将视觉变压器应用于从单个图像中去除积雪的任务。具体而言，我们建议沿通道拆分的并行网络体系结构分别执行本地功能改进和全局信息建模。我们利用频道洗牌操作来结合其各自的优势以增强网络性能。其次，我们提出了MSP模块，该模块利用多规模的AVGPOOL来汇总不同大小的信息，并同时对多头自我注意力进行多尺度投影自我注意，以提高模型在不同规模下降下的表示能力。最后，我们设计了一个轻巧，简单的本地捕获模块，可以完善模型的本地捕获能力。在实验部分，我们进行了广泛的实验以证明我们方法的优越性。我们比较了三个雪场数据集上的先前清除方法。实验结果表明，我们的方法超过了更少的参数和计算的最新方法。在CSD测试数据集上，我们实现了1.99dB和SSIM 0.03的实质增长。在SRR和SNOW100K数据集上，与Transweather方法相比，我们还增加了2.47dB和1.62dB，在SSIM中提高了0.03。在视觉比较部分中，我们的MSP形式比现有方法获得了更好的视觉效果，证明了我们方法的可用性。

尽管最近在图像恢复领域取得了重大进展，但最新方法（SOTA）方法的系统复杂性也在增加，这可能会阻碍方法的方便分析和比较。在本文中，我们提出了一个超过SOTA方法并且在计算上有效的简单基线。为了进一步简化基线，我们揭示了非线性激活功能，例如不需要Sigmoid，Relu，Gelu，SoftMax等：可以用乘法代替或去除它们。因此，我们从基线得出一个非线性无线激活网络，即nafnet。在各种具有挑战性的基准上取得了SOTA结果，例如33.69 db psnr在GoPro上（对于图像脱张），超过了先前的SOTA 0.38 dB，其计算成本仅为8.4％； SIDD上的40.30 dB PSNR（用于图像denoising），超过了先前的SOTA 0.28 dB，其计算成本不到一半。代码和预培训模型将在https://github.com/megvii-research/nafnet上发布。

As the quality of optical sensors improves, there is a need for processing large-scale images. In particular, the ability of devices to capture ultra-high definition (UHD) images and video places new demands on the image processing pipeline. In this paper, we consider the task of low-light image enhancement (LLIE) and introduce a large-scale database consisting of images at 4K and 8K resolution. We conduct systematic benchmarking studies and provide a comparison of current LLIE algorithms. As a second contribution, we introduce LLFormer, a transformer-based low-light enhancement method. The core components of LLFormer are the axis-based multi-head self-attention and cross-layer attention fusion block, which significantly reduces the linear complexity. Extensive experiments on the new dataset and existing public datasets show that LLFormer outperforms state-of-the-art methods. We also show that employing existing LLIE methods trained on our benchmark as a pre-processing step significantly improves the performance of downstream tasks, e.g., face detection in low-light conditions. The source code and pre-trained models are available at https://github.com/TaoWangzj/LLFormer.

用于深度卷积神经网络的视频插值的现有方法，因此遭受其内在限制，例如内部局限性核心权重和受限制的接收领域。为了解决这些问题，我们提出了一种基于变换器的视频插值框架，允许内容感知聚合权重，并考虑具有自我关注操作的远程依赖性。为避免全球自我关注的高计算成本，我们将当地注意的概念引入视频插值并将其扩展到空间域。此外，我们提出了一个节省时间的分离策略，以节省内存使用，这也提高了性能。此外，我们开发了一种多尺度帧合成方案，以充分实现变压器的潜力。广泛的实验证明了所提出的模型对最先进的方法来说，定量和定性地在各种基准数据集上进行定量和定性。

预训练在高级计算机视觉中标志着众多艺术状态，但曾经有很少的尝试调查图像处理系统中的预训练方式。在本文中，我们对图像预培训进行了深入研究。在实用价值考虑到实际价值的实际基础进行本研究，我们首先提出了一种通用，经济高效的变压器的图像处理框架。它在一系列低级任务中产生了高度竞争的性能，但在约束参数和计算复杂性下。然后，基于此框架，我们设计了一整套原则性的评估工具，认真对待和全面地诊断不同任务的图像预训练，并揭示其对内部网络表示的影响。我们发现预训练在低级任务中发挥着惊人的不同角色。例如，预训练将更多本地信息引入超级分辨率（SR）的更高层数，产生显着的性能增益，而预培训几乎不会影响去噪的内部特征表示，导致稍微收益。此外，我们探索了不同的预训练方法，揭示了多任务预训练更有效和数据效率。所有代码和模型将在https://github.com/fenglinglwb/edt发布。

Image restoration tasks demand a complex balance between spatial details and high-level contextualized information while recovering images. In this paper, we propose a novel synergistic design that can optimally balance these competing goals. Our main proposal is a multi-stage architecture, that progressively learns restoration functions for the degraded inputs, thereby breaking down the overall recovery process into more manageable steps. Specifically, our model first learns the contextualized features using encoder-decoder architectures and later combines them with a high-resolution branch that retains local information. At each stage, we introduce a novel per-pixel adaptive design that leverages in-situ supervised attention to reweight the local features. A key ingredient in such a multi-stage architecture is the information exchange between different stages. To this end, we propose a twofaceted approach where the information is not only exchanged sequentially from early to late stages, but lateral connections between feature processing blocks also exist to avoid any loss of information. The resulting tightly interlinked multi-stage architecture, named as MPRNet, delivers strong performance gains on ten datasets across a range of tasks including image deraining, deblurring, and denoising. The source code and pre-trained models are available at https://github.com/swz30/MPRNet.

否决单图是一项普遍但又具有挑战性的任务。复杂的降雪降解和各种降解量表需要强大的代表能力。为了使否定的网络看到各种降雪并建模本地细节和全球信息的上下文相互作用，我们提出了一种称为Snowformer的功能强大的建筑。首先，它在编码器中执行比例感知功能聚合，以捕获各种降解的丰富积雪信息。其次，为了解决大规模降级，它使用了解码器中的新颖上下文交互变压器块，该互动器块在全球上下文交互中从前范围内的局部细节和全局信息进行了上下文交互。并引入本地上下文互动可改善场景细节的恢复。第三，我们设计了一个异质的特征投影头，该功能投影头逐渐融合了编码器和解码器的特征，并将精制功能投影到干净的图像中。广泛的实验表明，所提出的雪诺形雪孔比其他SOTA方法取得了重大改进。与SOTA单图像HDCW-NET相比，它在CSD测试集上将PSNR度量提高了9.2dB。此外，与一般图像恢复体系结构NAFNET相比，PSNR的增加5.13db，这验证了我们的雪诺形雪地降雪任务的强大表示能力。该代码在\ url {https://github.com/ephemeral182/snowformer}中发布。

眼科医生已经使用眼底图像筛选和诊断眼病。然而，不同的设备和眼科医生对眼底图像的质量产生了大的变化。低质量（LQ）降级的眼底图像在临床筛查中容易导致不确定性，并且通常会增加误诊的风险。因此，真实的眼底图像恢复值得研究。不幸的是，到目前为止，这项任务尚未探索真正的临床基准。在本文中，我们研究了真正的临床眼底图像恢复问题。首先，我们建立一个临床数据集，真实的眼底（RF），包括120个低质量和高质量（HQ）图像对。然后，我们提出了一种新型的变压器的生成对抗网络（RFRMANER）来恢复临床眼底图像的实际降级。我们网络中的关键组件是基于窗口的自我关注块（WSAB），其捕获非本地自我相似性和远程依赖性。为了产生更明显的令人愉悦的结果，介绍了一种基于变压器的鉴别器。在我们的临床基准测试中的广泛实验表明，所提出的rformer显着优于最先进的（SOTA）方法。此外，诸如船舶分割和光盘/杯子检测之类的下游任务的实验表明我们所提出的rformer益处临床眼底图像分析和应用。将发布数据集，代码和模型。

虽然变压器在各种高级视觉任务中取得了显着性能，但它仍然具有挑战性地利用变压器在图像恢复中的全部潜力。 CRUX在典型的编码器 - 解码器框架中应用了有限的应用变压器，用于图像恢复，从层次的不同深度（尺度）的繁重的自我关注计算负荷和低效通信产生。在本文中，我们为图像恢复提供了一种深度和有效的变换器网络，称为U2-iner，能够使用变压器作为核心操作以在深度编码和解码空间中执行图像恢复。具体地，它利用嵌套的U形结构来促进不同层的不同层的相互作用。此外，我们通过引入要压缩令牌表示的特征过滤机制来优化基本变压器块的计算效率。除了典型的图像恢复方式外，我们的U2-ider还在多个方面进行对比学习，以进一步与背景图像分离噪声分量。对各种图像恢复任务的广泛实验，分别包括反射去除，雨串去除和除去，证明了所提出的U2-inter的有效性。

基于CNN的方法已经实现了医学图像分割的令人印象深刻的结果，但由于卷积操作的内在局部，它们未能捕获远程依赖性。基于变压器的方法最近在愿景任务中流行，因为它们的远程依赖性和有希望的性能。但是，它缺乏建模本地背景。本文以医学图像分割为例，我们呈现了MissFormer，一种有效和强大的医学图像分割变压器。 MissFormer是具有两个吸引人设计的分层编码器 - 解码器网络：1）通过所提出的增强型变压器块重新设计前馈网络，该熵增强了远程依赖性并补充本地上下文，使得该特征更加辨别。 2）我们提出了增强的变压器上下文网桥，与以前的模拟全局信息的方法不同，所提出的上下文网桥与增强变压器块提取了由我们的层级变压器编码器产生的多尺度特征的远程依赖性和本地语境。由这两个设计驱动，MissFormer显示了捕获更多辨别性依赖性和在医学图像分割中的识别依赖性和上下文的牢固能力。多器官和心脏分割任务的实验表明了我们的错过更优越性，有效性和稳健性，训练了从划伤的痕迹甚至高于想象的最先进方法。核心设计可以推广到其他视觉分段任务。代码已在GitHub上发布：https://github.com/zhifangdeng/missformer

卷积神经网络（CNN）和变压器在多媒体应用中取得了巨大成功。但是，几乎没有努力有效，有效地协调这两个架构以满足图像的范围。本文旨在统一这两种架构，以利用其学习优点来降低图像。特别是，CNN的局部连通性和翻译等效性以及变压器中自我注意力（SA）的全球聚合能力被完全利用用于特定的局部环境和全球结构表示。基于雨水分布揭示降解位置和程度的观察，我们在帮助背景恢复之前引入退化，并因此呈现关联细化方案。提出了一种新型的多输入注意模块（MAM），以将降雨的去除和背景恢复关联。此外，我们为模型配备了有效的深度可分离卷积，以学习特定的特征表示并权衡计算复杂性。广泛的实验表明，我们提出的方法（称为ELF）的表现平均比最先进的方法（MPRNET）优于0.25 dB，但仅占其计算成本和参数的11.7 \％和42.1 \％。源代码可从https://github.com/kuijiang94/magic-elf获得。

最近，一些研究在图像压缩感测（CS）任务中应用了深层卷积神经网络（CNN），以提高重建质量。但是，卷积层通常具有一个小的接受场。因此，使用CNN捕获远程像素相关性是具有挑战性的，这限制了其在Image CS任务中的重建性能。考虑到这一限制，我们为图像CS任务（称为uformer-ics）提出了一个U形变压器。我们通过将CS的先验投影知识集成到原始变压器块中，然后使用基于投影基于投影的变压器块和残留卷积块构建对称重建模型来开发一个基于投影的变压器块。与以前的基于CNN的CS方法相比，只能利用本地图像特征，建议的重建模型可以同时利用图像的局部特征和远程依赖性，以及CS理论的先前投影知识。此外，我们设计了一个自适应采样模型，该模型可以基于块稀疏性自适应采样图像块，这可以确保压缩结果保留在固定采样比下原始图像的最大可能信息。提出的UFORFORFOR-ICS是一个端到端框架，同时学习采样和重建过程。实验结果表明，与现有的基于深度学习的CS方法相比，它的重建性能明显优于重建性能。

高光谱图像（HSI）重建旨在从编码光圈快照频谱成像（CASSI）系统中的2D测量中恢复3D空间光谱信号。 HSI表示在光谱维度上具有高度相似和相关性。建模频谱间相互作用对HSI重建有益。然而，现有的基于CNN的方法显示了捕获光谱和远程依赖性的限制。此外，HSI信息由CASSI中的编码孔径（物理掩码）调制。尽管如此，目前的算法尚未完全探索掩模的掩模恢复的引导效果。在本文中，我们提出了一种新颖的框架，掩模引导的光谱 - 明智变压器（MST），用于HSI重建。具体地，我们介绍了一种频谱，用于将每个光谱特征视为令牌的频谱 - 明智的多头自我注意（S-MSA）并计算沿光谱尺寸的自我关注。此外，我们自定义一个掩模导向机构（mm），指示S-MSA，以注意具有高保真谱表示的空间区域。广泛的实验表明，我们的MST在模拟和真实HSI数据集上显着优于最先进的（SOTA）方法，同时需要大幅更便宜的计算和内存成本。