低光环境对强大的无人驾驶汽车(UAV)跟踪也构成了巨大的挑战,即使使用最新的(SOTA)跟踪器,由于潜在的图像特征在不利的光条件下很难提取。此外,由于可见性较低,人类监视器的准确在线选择也极为难以在地面控制站中初始化无人机跟踪。为了解决这些问题,这项工作提出了一个新颖的增强剂,即凸线网,以点燃人类操作员和无人机跟踪器的潜在对象。通过采用变压器,LightlightNet可以根据全局特征调整增强参数,因此可以适应照明变化。引入了像素级范围掩模,以使光明网络更加专注于没有光源的跟踪对象和区域的增强。此外,建立了一种软截断机制,以防止背景噪声被误认为关键特征。对图像增强基准测试的评估表明,光明网络在促进人类感知方面具有优势。公共Uavdark135基准进行的实验表明,HightlightNet比其他SOTA低光增强剂更适合无人机跟踪任务。此外,在典型的无人机平台上进行的现实世界测试验证了HightlightNet在夜间航空跟踪相关应用中的实用性和效率。代码和演示视频可在https://github.com/vision4robotics/highlightnet上找到。
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基于无人机(UAV)基于无人机的视觉对象跟踪已实现了广泛的应用,并且由于其多功能性和有效性而引起了智能运输系统领域的越来越多的关注。作为深度学习革命性趋势的新兴力量,暹罗网络在基于无人机的对象跟踪中闪耀,其准确性,稳健性和速度有希望的平衡。由于开发了嵌入式处理器和深度神经网络的逐步优化,暹罗跟踪器获得了广泛的研究并实现了与无人机的初步组合。但是,由于无人机在板载计算资源和复杂的现实情况下,暹罗网络的空中跟踪仍然在许多方面都面临严重的障碍。为了进一步探索基于无人机的跟踪中暹罗网络的部署,这项工作对前沿暹罗跟踪器进行了全面的审查,以及使用典型的无人机板载处理器进行评估的详尽无人用分析。然后,进行板载测试以验证代表性暹罗跟踪器在现实世界无人机部署中的可行性和功效。此外,为了更好地促进跟踪社区的发展,这项工作分析了现有的暹罗跟踪器的局限性,并进行了以低弹片评估表示的其他实验。最后,深入讨论了基于无人机的智能运输系统的暹罗跟踪的前景。领先的暹罗跟踪器的统一框架,即代码库及其实验评估的结果,请访问https://github.com/vision4robotics/siamesetracking4uav。
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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.
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基于变压器的视觉对象跟踪已广泛使用。但是,变压器结构缺乏足够的电感偏差。此外,仅专注于编码全局功能会损害建模本地细节,这限制了航空机器人中跟踪的能力。具体而言,通过局部模型为全球搜索机制,提出的跟踪器将全局编码器替换为新型的局部识别编码器。在使用的编码器中,仔细设计了局部识别的关注和局部元素校正网络,以减少全局冗余信息干扰和增加局部归纳偏见。同时,后者可以通过详细信息网络准确地在空中视图下对本地对象详细信息进行建模。所提出的方法在几种权威的空中基准中实现了竞争精度和鲁棒性,总共有316个序列。拟议的跟踪器的实用性和效率已通过现实世界测试得到了验证。
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在现实世界中,具有挑战性的照明条件(低光,不渗透和过度暴露)不仅具有令人不愉快的视觉外观,而且还要污染计算机视觉任务。现有的光自适应方法通常分别处理每种条件。而且,其中大多数经常在原始图像上运行或过度简化相机图像信号处理(ISP)管道。通过将光转换管道分解为局部和全局ISP组件,我们提出了一个轻巧的快速照明自适应变压器(IAT),其中包括两个变压器式分支:本地估计分支和全球ISP分支。尽管本地分支估算与照明有关的像素的本地组件,但全局分支定义了可学习的Quires,可以参加整个图像以解码参数。我们的IAT还可以在各种光条件下同时进行对象检测和语义分割。我们已经在2个低级任务和3个高级任务上对多个现实世界数据集进行了广泛评估。我们的IAT只有90K参数和0.004S处理速度(不包括高级模块),其IAT始终达到了卓越的性能。代码可从https://github.com/cuiziteng/illumination-aptive-transformer获得
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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。
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最近的跟踪器采用变压器来组合或替换广泛使用的重新NET作为其新的骨干网络。尽管他们的跟踪器在常规场景中运行良好,但是他们只是将2D功能弄平为序列,以更好地匹配变压器。我们认为这些操作忽略了目标对象的空间先验,这可能仅导致次优结果。此外,许多作品表明,自我注意力实际上是一个低通滤波器,它与输入功能或键/查询无关。也就是说,它可能会抑制输入功能的高频组成部分,并保留甚至放大低频信息。为了解决这些问题,在本文中,我们提出了一个统一的空间频率变压器,该变压器同时建模高斯空间先验和高频强调(GPHA)。具体而言,高斯空间先验是使用双重多层感知器(MLP)生成的,并注入了通过将查询和自我注意的关键特征乘产生的相似性矩阵。输出将被馈入软磁层,然后分解为两个组件,即直接信号和高频信号。低通和高通的分支被重新缩放并组合以实现全通,因此,高频特征将在堆叠的自发层中得到很好的保护。我们进一步将空间频率变压器整合到暹罗跟踪框架中,并提出一种新颖的跟踪算法,称为SFTRANST。基于跨级融合的SwintransFormer被用作骨干,还使用多头交叉意见模块来增强搜索和模板功能之间的相互作用。输出将被馈入跟踪头以进行目标定位。短期和长期跟踪基准的广泛实验都证明了我们提出的框架的有效性。
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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。
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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。
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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。
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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。
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低灯图像挑战人类的感知和计算机视觉算法。使算法强大地为计算摄影和计算机视觉应用(如实时检测和分割)开明低光图像至关重要。本文提出了一种语义引导的零射低亮增强网络,其在没有配对图像,未配对数据集和分段注释的情况下培训。首先,我们使用深度可分离卷积设计增强因子提取网络,以便有效估计低光图像的像素方向缺点。其次,我们提出了一种经常性图像增强网络,以具有价格实惠的模型尺寸来逐渐增强低光图像。最后,我们介绍了一个无监督的语义分割网络,用于保留密集增强期间的语义信息。基准数据集和低光视频的广泛实验表明,我们的模型优于先前的最先进的定性和定量。我们进一步探讨了所提出的低光检测和分割方法的好处。
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在不完美亮度条件下采取的照片的视觉质量可以通过多种因素来退化,例如,低亮度,成像噪声,颜色失真等。目前的低灯图像增强型号仅关注较低亮度的改善,或者简单地处理整体的所有退化因子,导致次优性能。在本文中,我们建议将增强模型分成两个顺序阶段。第一阶段侧重于基于像素明智的非线性映射来提高场景可见性。第二阶段专注于通过抑制其余变性因素来改善外观保真度。解耦模型有助于两个方面的增强。一方面,整个低光增强可以分为两个更容易的子组织。第一个只旨在增强可见性。它还有助于弥合低光和常光图像之间的大强度间隙。以这种方式,第二个子摊可以成形为局部外观调整。另一方面,由于从第一阶段学习的参数矩阵意识到亮度分布和场景结构,因此可以作为互补信息结合到第二阶段。在实验中,与其他低光图像增强模型相比,我们的模型在定性和定量比较方面表现出最先进的性能。此外,消融研究还验证了我们模型在多个方面的有效性,例如模型结构和损失功能。训练有素的模型可在https://github.com/hanxuhfut/decoupled-low-light-image-enhancement获得。
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准确且强大的视觉对象跟踪是最具挑战性和最基本的计算机视觉问题之一。它需要在图像序列中估计目标的轨迹,仅给出其初始位置和分段,或者在边界框的形式中粗略近似。判别相关滤波器(DCF)和深度暹罗网络(SNS)被出现为主导跟踪范式,这导致了重大进展。在过去十年的视觉对象跟踪快速演变之后,该调查介绍了90多个DCFS和暹罗跟踪器的系统和彻底审查,基于九个跟踪基准。首先,我们介绍了DCF和暹罗跟踪核心配方的背景理论。然后,我们在这些跟踪范式中区分和全面地审查共享以及具体的开放研究挑战。此外,我们彻底分析了DCF和暹罗跟踪器对九个基准的性能,涵盖了视觉跟踪的不同实验方面:数据集,评估度量,性能和速度比较。通过提出根据我们的分析提出尊重开放挑战的建议和建议来完成调查。
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在弱光条件下获得的图像将严重影响图像的质量。解决较差的弱光图像质量的问题可以有效地提高图像的视觉质量,并更好地改善计算机视觉的可用性。此外,它在许多领域都具有非常重要的应用。本文提出了基于视网膜的Deanet,以增强弱光图像。它将图像的频率信息和内容信息结合到三个子网络中:分解网络,增强网络和调整网络。这三个子网络分别用于分解,变形,对比度增强和细节保存,调整和图像产生。我们的模型对于所有低光图像都具有良好的良好结果。该模型对公共数据集进行了培训,实验结果表明,就视力和质量而言,我们的方法比现有的最新方法更好。
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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。
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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。
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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。
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This paper presents a comprehensive survey of low-light image and video enhancement. We begin with the challenging mixed over-/under-exposed images, which are under-performed by existing methods. To this end, we propose two variants of the SICE dataset named SICE_Grad and SICE_Mix. Next, we introduce Night Wenzhou, a large-scale, high-resolution video dataset, to address the issue of the lack of a low-light video dataset that discount the use of low-light image enhancement (LLIE) to videos. The Night Wenzhou dataset is challenging since it consists of fast-moving aerial scenes and streetscapes with varying illuminations and degradation. We conduct extensive key technique analysis and experimental comparisons for representative LLIE approaches using these newly proposed datasets and the current benchmark datasets. Finally, we address unresolved issues and propose future research topics for the LLIE community.
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最近,基于模板的跟踪器已成为领先的跟踪算法,在效率和准确性方面具有希望的性能。然而,查询特征与给定模板之间的相关操作仅利用准确的目标本地化,导致状态估计误差,特别是当目标遭受严重可变形变化时。为了解决这个问题,已经提出了基于分段的跟踪器,以便使用每像素匹配来有效地提高可变形物体的跟踪性能。然而,大多数现有跟踪器仅指初始帧中的目标特征,从而缺乏处理具有挑战性因素的辨别能力,例如,类似的分心,背景杂乱,外观变化等。在此目的,我们提出了一种动态的紧凑型存储器嵌入以增强基于分段的可变形视觉跟踪方法的辨别。具体而言,我们初始化与第一帧中的目标功能嵌入的内存嵌入。在跟踪过程中,与现有内存具有高相关的当前目标特征被更新为在线嵌入的内存。为了进一步提高可变形对象的分割精度,我们采用了点对集的匹配策略来测量像素 - 方向查询特征和整个模板之间的相关性,以捕获更详细的变形信息。关于六个具有挑战性的跟踪基准的广泛评估,包括VOT2016,VOT2018,VOT2019,GOT-10K,TrackingNet和莱斯特展示了我们对近期近似追踪者的方法的优势。此外,我们的方法优于基于出色的基于分段的跟踪器,即DVIS2017基准测试。
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