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。

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。

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。

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。

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。

在弱照明条件下捕获的图像可能会严重降低图像质量。求解一系列低光图像的降解可以有效地提高图像的视觉质量和高级视觉任务的性能。在本研究中，提出了一种新的基于RETINEX的实际网络（R2RNET），用于低光图像增强，其包括三个子网：DECOM-NET，DENOISE-NET和RELIGHT-NET。这三个子网分别用于分解，去噪，对比增强和细节保存。我们的R2RNET不仅使用图像的空间信息来提高对比度，还使用频率信息来保留细节。因此，我们的模型对所有退化的图像进行了更强大的结果。与在合成图像上培训的最先前的方法不同，我们收集了第一个大型现实世界配对的低/普通灯图像数据集（LSRW数据集），以满足培训要求，使我们的模型具有更好的现实世界中的泛化性能场景。对公共数据集的广泛实验表明，我们的方法在定量和视觉上以现有的最先进方法优于现有的现有方法。此外，我们的结果表明，通过使用我们在低光条件下的方法获得的增强的结果，可以有效地改善高级视觉任务（即面部检测）的性能。我们的代码和LSRW数据集可用于：https：//github.com/abcdef2000/r2rnet。

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。

a) Camera output with ISO 8,000 (b) Camera output with ISO 409,600 (c) Our result from the raw data of (a) Figure 1. Extreme low-light imaging with a convolutional network. Dark indoor environment. The illuminance at the camera is < 0.1 lux. The Sony α7S II sensor is exposed for 1/30 second. (a) Image produced by the camera with ISO 8,000. (b) Image produced by the camera with ISO 409,600. The image suffers from noise and color bias. (c) Image produced by our convolutional network applied to the raw sensor data from (a).

高动态范围（HDR）成像在现代数字摄影管道中具有根本重要性，并且尽管在图像上变化照明，但仍用于生产具有良好暴露区域的高质量照片。这通常通过在不同曝光时拍摄多个低动态范围（LDR）图像来实现。然而，由于补偿不良的运动导致人工制品如重影，过度暴露的地区和未对准误差。在本文中，我们提出了一种新的HDR成像技术，可以专门模拟对准和曝光不确定性以产生高质量的HDR结果。我们介绍了一种使用HDR感知的HDR感知的不确定性驱动的注意力映射来联合对齐和评估对齐和曝光可靠性的策略，该注意力映像鲁棒地将帧合并为单个高质量的HDR图像。此外，我们介绍了一种渐进式多级图像融合方法，可以以置换不变的方式灵活地合并任何数量的LDR图像。实验结果表明，我们的方法可以为最先进的高达0.8dB的PSNR改进，以及更好的细节，颜色和更少人工制品的主观改进。

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 .

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。

在光子 - 稀缺情况下的成像引入了许多应用的挑战，因为捕获的图像具有低信噪比和较差的亮度。在本文中，我们通过模拟量子图像传感器（QIS）的成像来研究低光子计数条件下的原始图像恢复。我们开发了一个轻量级框架，由多级金字塔去噪网络（MPDNET）和亮度调整（LA）模块组成，以实现单独的去噪和亮度增强。我们框架的主要组成部分是多跳过的剩余块（MARB），其集成了多尺度特征融合和注意机制，以实现更好的特征表示。我们的MPDNET采用拉普拉斯金字塔的想法，以了解不同级别的小规模噪声图和大规模的高频细节，在多尺度输入图像上进行特征提取，以编码更丰富的上下文信息。我们的LA模块通过估计其照明来增强去噪图像的亮度，这可以更好地避免颜色变形。广泛的实验结果表明，通过抑制噪声并有效地恢复亮度和颜色，我们的图像恢复器可以在具有各种光子水平的具有各种光子水平的降解图像上实现优异的性能。

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。

由于波长依赖性的光衰减，折射和散射，水下图像通常遭受颜色变形和模糊的细节。然而，由于具有未变形图像的数量有限数量的图像作为参考，培训用于各种降解类型的深度增强模型非常困难。为了提高数据驱动方法的性能，必须建立更有效的学习机制，使得富裕监督来自有限培训的示例资源的信息。在本文中，我们提出了一种新的水下图像增强网络，称为Sguie-net，其中我们将语义信息引入了共享常见语义区域的不同图像的高级指导。因此，我们提出了语义区域 - 明智的增强模块，以感知不同语义区域从多个尺度的劣化，并将其送回从其原始比例提取的全局注意功能。该策略有助于实现不同的语义对象的强大和视觉上令人愉快的增强功能，这应该由于对差异化增强的语义信息的指导应该。更重要的是，对于在训练样本分布中不常见的那些劣化类型，指导根据其语义相关性与已经良好的学习类型连接。对公共数据集的广泛实验和我们拟议的数据集展示了Sguie-Net的令人印象深刻的表现。代码和建议的数据集可用于：https：//trentqq.github.io/sguie-net.html

在弱光环境下，手持式摄影在长时间的曝光设置下遭受了严重的相机震动。尽管现有的Deblurry算法在暴露良好的模糊图像上表现出了令人鼓舞的性能，但它们仍然无法应对低光快照。在实用的低光脱毛中，复杂的噪声和饱和区是两个主导挑战。在这项工作中，我们提出了一种称为图像的新型非盲脱毛方法，并具有特征空间Wiener Deonervolution网络（Infwide），以系统地解决这些问题。在算法设计方面，Infwide提出了一个两分支的架构，该体系结构明确消除了噪声并幻觉，使图像空间中的饱和区域抑制了特征空间中的响起文物，并将两个互补输出与一个微妙的多尺度融合网络集成在一起高质量的夜间照片浮雕。为了进行有效的网络培训，我们设计了一组损失功能，集成了前向成像模型和向后重建，以形成近环的正则化，以确保深神经网络的良好收敛性。此外，为了优化Infwide在实际弱光条件下的适用性，采用基于物理过程的低光噪声模型来合成现实的嘈杂夜间照片进行模型训练。利用传统的Wiener Deonervolution算法的身体驱动的特征并引起了深层神经网络的表示能力，Infwide可以恢复细节，同时抑制在脱毛期间的不愉快的人工制品。关于合成数据和实际数据的广泛实验证明了所提出的方法的出色性能。

我们考虑了在无法检测到细节的非常低光的环境中增强未忽视的深色图像的问题。现有方法学会将输入图像的暴露调整为预定值。但是，实际上，最佳增强曝光量从一个输入图像到另一个输入图像不等，因此，增强的图像可能包含视觉伪像，例如低对比度或黑暗区域。我们通过引入一个深度学习模型来解决此限制，该模型允许用户在运行时不断调整增强的曝光水平，以便根据其偏好优化输出。我们提供一个在极端弱光条件下在室外和室内场景中捕获的1500张原始图像的数据集，具有五个不同的曝光水平和各种相机参数，作为关键贡献。我们证明，与以前的方法相比，我们的方法可以显着提高在各种条件下在极度低光条件下捕获的图像的增强质量。

我们提出了一种运动分割引导的卷积神经网络（CNN）方法，以进行高动态范围（HDR）图像磁化。首先，我们使用CNN分段输入序列中的移动区域。然后，我们将静态区域和移动区域分别与不同的融合网络合并，并结合融合功能以生成最终的无幽灵HDR图像。我们的运动分割引导的HDR融合方法比现有的HDR脱胶方法具有显着优势。首先，通过将输入序列分割为静态和移动区域，我们提出的方法可以为各种具有挑战性的饱和度和运动类型学习有效的融合规则。其次，我们引入了一个新颖的存储网络，该网络积累了在饱和区域中生成合理细节所需的必要功能。所提出的方法在两个公开可用的数据集上优于九种现有的最新方法，并生成视觉上令人愉悦的无幽灵HDR结果。我们还提供了3683个不同暴露图像的大规模运动细分数据集，以使研究社区受益。

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。

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。

使用致动万向节的机械图像稳定使得能够捕获长曝光镜头而不会因相机运动而遭受模糊。然而，这些装置通常是物理上繁琐和昂贵的，限制了他们广泛的使用。在这项工作中，我们建议通过输入快速未稳定的相机的输入来数字化地模拟机械稳定的系统。在短曝光的长曝光和低SNR处开发运动模糊之间的折衷，我们通过聚集由未知运动相关的嘈杂短曝光框架来培训估计尖锐的高SNR图像的CNN。我们进一步建议以端到端的方式学习突发的曝光时间，从而平衡噪声和模糊穿过框架。我们展示了这种方法，通过传统的去掩盖单个图像或在合成和实际数据上去除固定曝光突发的传统方法的优势。