现有的视频denoising方法通常假设嘈杂的视频通过添加高斯噪声从干净的视频中降低。但是，经过这种降解假设训练的深层模型将不可避免地导致由于退化不匹配而导致的真实视频的性能差。尽管一些研究试图在摄像机捕获的嘈杂和无噪声视频对上训练深层模型，但此类模型只能对特定的相机很好地工作，并且对其他视频的推广不佳。在本文中，我们建议提高此限制，并专注于一般真实视频的问题，目的是在看不见的现实世界视频上概括。我们首先调查视频噪音的共同行为来解决这个问题，并观察两个重要特征：1）缩减有助于降低空间空间中的噪声水平； 2）来自相邻框架的信息有助于消除时间上的当前框架的噪声空间。在这两个观察结果的推动下，我们通过充分利用上述两个特征提出了多尺度的复发架构。其次，我们通过随机调整不同的噪声类型来训练Denoising模型来提出合成真实的噪声降解模型。借助合成和丰富的降解空间，我们的退化模型可以帮助弥合训练数据和现实世界数据之间的分布差距。广泛的实验表明，与现有方法相比，我们所提出的方法实现了最先进的性能和更好的概括能力，而在合成高斯denoising和实用的真实视频denoisising方面都具有现有方法。

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。

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。

Video Super-Resolution (VSR) aims to restore high-resolution (HR) videos from low-resolution (LR) videos. Existing VSR techniques usually recover HR frames by extracting pertinent textures from nearby frames with known degradation processes. Despite significant progress, grand challenges are remained to effectively extract and transmit high-quality textures from high-degraded low-quality sequences, such as blur, additive noises, and compression artifacts. In this work, a novel Frequency-Transformer (FTVSR) is proposed for handling low-quality videos that carry out self-attention in a combined space-time-frequency domain. First, video frames are split into patches and each patch is transformed into spectral maps in which each channel represents a frequency band. It permits a fine-grained self-attention on each frequency band, so that real visual texture can be distinguished from artifacts. Second, a novel dual frequency attention (DFA) mechanism is proposed to capture the global frequency relations and local frequency relations, which can handle different complicated degradation processes in real-world scenarios. Third, we explore different self-attention schemes for video processing in the frequency domain and discover that a ``divided attention'' which conducts a joint space-frequency attention before applying temporal-frequency attention, leads to the best video enhancement quality. Extensive experiments on three widely-used VSR datasets show that FTVSR outperforms state-of-the-art methods on different low-quality videos with clear visual margins. Code and pre-trained models are available at https://github.com/researchmm/FTVSR.

使用现代智能手机摄像机的夜成像由于光子计数低和成像系统中不可避免的噪声而变得麻烦。直接调整曝光时间和ISO等级在弱光条件下无法同时获得锋利和无噪声图像。尽管已经提出了许多方法来增强嘈杂或模糊的夜晚图像，但由于两个主要原因，它们在现实世界中的照片仍然不令人满意：1）单个图像中的信息有限和2）合成训练图像和真实图像之间的域间隙 - 世界照片（例如，模糊区域和分辨率的差异）。为了利用连续的长期和短曝光图像中的信息，我们提出了一条基于学习的管道来融合它们。开发了D2HNET框架，以通过在短期曝光图像的指导下脱毛和增强长期暴露图像来恢复高质量的图像。为了缩小域间隙，我们利用了两相deblernet-enhancenet架构，该体系结构在固定的低分辨率上执行准确的模糊去除，以便能够在不同的分辨率输入中处理大范围模糊。此外，我们从HD视频中合成了D2数据，并在其上进行了实验。验证集和真实照片的结果表明，我们的方法获得了更好的视觉质量和最先进的定量分数。可以在https://github.com/zhaoyuzhi/d2hnet上找到D2HNET代码，模型和D2-DATASET。

盲图修复（IR）是计算机视觉中常见但充满挑战的问题。基于经典模型的方法和最新的深度学习（DL）方法代表了有关此问题的两种不同方法，每种方法都有自己的优点和缺点。在本文中，我们提出了一种新颖的盲图恢复方法，旨在整合它们的两种优势。具体而言，我们为盲IR构建了一个普通的贝叶斯生成模型，该模型明确描绘了降解过程。在此提出的模型中，PICEL的非I.I.D。高斯分布用于适合图像噪声。它的灵活性比简单的I.I.D。在大多数常规方法中采用的高斯或拉普拉斯分布，以处理图像降解中包含的更复杂的噪声类型。为了解决该模型，我们设计了一个变异推理算法，其中所有预期的后验分布都被参数化为深神经网络，以提高其模型能力。值得注意的是，这种推论算法诱导统一的框架共同处理退化估计和图像恢复的任务。此外，利用了前一种任务中估计的降解信息来指导后一种红外过程。对两项典型的盲型IR任务进行实验，即图像降解和超分辨率，表明所提出的方法比当前最新的方法实现了卓越的性能。

本文旨在探讨如何合成对其进行训练的现有视频脱毛模型的近距离模糊，可以很好地推广到现实世界中的模糊视频。近年来，基于深度学习的方法已在视频Deblurring任务上取得了希望的成功。但是，对现有合成数据集培训的模型仍然遭受了与现实世界中的模糊场景的概括问题。造成故障的因素仍然未知。因此，我们重新审视经典的模糊综合管道，并找出可能的原因，包括拍摄参数，模糊形成空间和图像信号处理器〜（ISP）。为了分析这些潜在因素的效果，我们首先收集一个超高帧速率（940 fps）原始视频数据集作为数据基础，以综合各种模糊。然后，我们提出了一种新颖的现实模糊合成管道，该管道通过利用模糊形成线索称为原始爆炸。通过大量实验，我们证明了在原始空间中的合成模糊并采用与现实世界测试数据相同的ISP可以有效消除合成数据的负面影响。此外，合成的模糊视频的拍摄参数，例如，曝光时间和框架速率在改善脱毛模型的性能中起着重要作用。令人印象深刻的是，与在现有合成模糊数据集中训练的训练的模型合成的模糊数据训练的模型可以获得超过5DB PSNR的增益。我们认为，新颖的现实合成管道和相应的原始视频数据集可以帮助社区轻松构建自定义的Blur数据集，以改善现实世界的视频DeBlurring性能，而不是费力地收集真实的数据对。

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。

本文研究了动画视频的现实世界视频超分辨率（VSR）的问题，并揭示了实用动画VSR的三个关键改进。首先，最近的现实世界超分辨率方法通常依赖于使用基本运算符的降解模拟，而没有任何学习能力，例如模糊，噪声和压缩。在这项工作中，我们建议从真正的低质量动画视频中学习此类基本操作员，并将学习的操作员纳入降级生成管道中。这样的基于神经网络的基本操作员可以帮助更好地捕获实际降解的分布。其次，大规模的高质量动画视频数据集AVC构建，以促进动画VSR的全面培训和评估。第三，我们进一步研究了有效的多尺度网络结构。它利用单向复发网络的效率以及基于滑动窗口的方法的有效性。多亏了上述精致的设计，我们的方法Animesr能够有效，有效地恢复现实世界中的低质量动画视频，从而实现优于以前的最先进方法。

突发超级分辨率（SR）提供了从低质量图像恢复丰富细节的可能性。然而，由于实际应用中的低分辨率（LR）图像具有多种复杂和未知的降级，所以现有的非盲（例如，双臂）设计的网络通常导致恢复高分辨率（HR）图像的严重性能下降。此外，处理多重未对准的嘈杂的原始输入也是具有挑战性的。在本文中，我们解决了从现代手持设备获取的原始突发序列重建HR图像的问题。中央观点是一个内核引导策略，可以用两个步骤解决突发SR：内核建模和HR恢复。前者估计来自原始输入的突发内核，而后者基于估计的内核预测超分辨图像。此外，我们引入了内核感知可变形对准模块，其可以通过考虑模糊的前沿而有效地对准原始图像。对综合和现实世界数据集的广泛实验表明，所提出的方法可以在爆发SR问题中对最先进的性能进行。

Video super-resolution (VSR) aiming to reconstruct a high-resolution (HR) video from its low-resolution (LR) counterpart has made tremendous progress in recent years. However, it remains challenging to deploy existing VSR methods to real-world data with complex degradations. On the one hand, there are few well-aligned real-world VSR datasets, especially with large super-resolution scale factors, which limits the development of real-world VSR tasks. On the other hand, alignment algorithms in existing VSR methods perform poorly for real-world videos, leading to unsatisfactory results. As an attempt to address the aforementioned issues, we build a real-world 4 VSR dataset, namely MVSR4$\times$, where low- and high-resolution videos are captured with different focal length lenses of a smartphone, respectively. Moreover, we propose an effective alignment method for real-world VSR, namely EAVSR. EAVSR takes the proposed multi-layer adaptive spatial transform network (MultiAdaSTN) to refine the offsets provided by the pre-trained optical flow estimation network. Experimental results on RealVSR and MVSR4$\times$ datasets show the effectiveness and practicality of our method, and we achieve state-of-the-art performance in real-world VSR task. The dataset and code will be publicly available.

尽管在深层视频降级中取得了重大进展，但利用历史和未来框架仍然非常具有挑战性。双向反复网络（BIRNN）在几个视频恢复任务中表现出吸引力的表现。但是，Birnn本质上是离线的，因为它使用向后的复发模块从最后一个帧传播到当前帧，这会导致高潜伏期和大型内存消耗。为了解决Birnn的离线问题，我们提出了一个新颖的经常性网络，该网络由向单向视频DeNoising的前向和观察的经常性模块组成。特别是，look-aver-aph模块是一个精心设计的前向模块，用于利用近距离框架的信息。当降级当前框架时，将隐藏的特征组合出来，并相互反复的模块组合，从而使其可行，可以利用历史和近乎未来的框架。由于不邻近框架之间的现场运动，当从近距离框架到当前框架的扭曲外观功能时，可能会失踪边界像素，这可以通过合并前向翘曲和拟议边框扩大来大大减轻。实验表明，我们的方法通过持续的延迟和记忆消耗实现最先进的性能。代码可在https://github.com/nagejacob/flornn上提供可用。

视频流连续交付，以节省存储和设备内存的成本。用户设备上通常采用实时denoising算法，以消除视频流的拍摄和传输过程中所涉及的噪声。但是，基于滑动窗口的方法为单个输出和缺乏计算效率的多个输入帧提供了多个输入帧。最近的多输出推荐工作可以通过平行或经常性的框架传播双向时间功能，这要么在剪辑的时间边缘上的性能下降，要么无法在线推断。在本文中，我们提出了一个双向流视频Denoisising（BSVD）框架，以实现具有过去和将来的暂时接收领域的流式传输视频的高保真实时DENOSISing。在线推理的双向时间融合被认为不适用于Movinet。但是，我们引入了一个新型的双向缓冲块作为我们BSVD的核心模块，这使我们在管道风格的推理过程中成为可能。此外，我们的方法简洁明了，可以在非盲和盲视频降解中使用。我们将模型与各种最先进的视频denoising模型在定性和定量上在合成和真实噪声上进行了比较。我们的方法在恢复保真度和运行时优于先前的方法。我们的源代码可在https://github.com/chenyangqiqi/bsvd上公开获得。

虽然最近基于模型的盲目单图像超分辨率（SISR）的研究已经取得了巨大的成功，但大多数人都不认为图像劣化。首先，它们总是假设图像噪声obeys独立和相同分布的（i.i.d.）高斯或拉普拉斯分布，这在很大程度上低估了真实噪音的复杂性。其次，以前的常用核前沿（例如，归一化，稀疏性）不足以保证理性内核解决方案，从而退化后续SISR任务的性能。为了解决上述问题，本文提出了一种基于模型的盲人SISR方法，该方法在概率框架下，从噪声和模糊内核的角度精心模仿图像劣化。具体而言，而不是传统的i.i.d.噪声假设，基于补丁的非i.i.d。提出噪声模型来解决复杂的真实噪声，期望增加噪声表示模型的自由度。至于模糊内核，我们新建构建一个简洁但有效的内核生成器，并将其插入所提出的盲人SISR方法作为明确的内核（EKP）。为了解决所提出的模型，专门设计了理论上接地的蒙特卡罗EM算法。综合实验证明了我们对综合性和实时数据集的最新技术的方法的优越性。

近年来，在光场（LF）图像超分辨率（SR）中，深度神经网络（DNN）的巨大进展。但是，现有的基于DNN的LF图像SR方法是在单个固定降解（例如，双学的下采样）上开发的，因此不能应用于具有不同降解的超级溶解实际LF图像。在本文中，我们提出了第一种处理具有多个降解的LF图像SR的方法。在我们的方法中，开发了一个实用的LF降解模型，以近似于真实LF图像的降解过程。然后，降解自适应网络（LF-DANET）旨在将降解之前纳入SR过程。通过对具有多种合成降解的LF图像进行训练，我们的方法可以学会适应不同的降解，同时结合了空间和角度信息。对合成降解和现实世界LFS的广泛实验证明了我们方法的有效性。与现有的最新单一和LF图像SR方法相比，我们的方法在广泛的降解范围内实现了出色的SR性能，并且可以更好地推广到真实的LF图像。代码和模型可在https://github.com/yingqianwang/lf-danet上找到。

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。

视频修复旨在从多个低质量框架中恢复多个高质量的帧。现有的视频修复方法通常属于两种极端情况，即它们并行恢复所有帧，或者以复发方式恢复视频框架，这将导致不同的优点和缺点。通常，前者具有时间信息融合的优势。但是，它遭受了较大的模型尺寸和密集的内存消耗；后者的模型大小相对较小，因为它在跨帧中共享参数。但是，它缺乏远程依赖建模能力和并行性。在本文中，我们试图通过提出经常性视频恢复变压器（即RVRT）来整合两种情况的优势。 RVRT在全球经常性的框架内并行处理本地相邻框架，该框架可以在模型大小，有效性和效率之间实现良好的权衡。具体而言，RVRT将视频分为多个剪辑，并使用先前推断的剪辑功能来估计后续剪辑功能。在每个剪辑中，通过隐式特征聚合共同更新不同的帧功能。在不同的剪辑中，引导的变形注意力是为剪辑对齐对齐的，该剪辑对齐可预测整个推断的夹子中的多个相关位置，并通过注意机制汇总其特征。关于视频超分辨率，DeBlurring和DeNoising的广泛实验表明，所提出的RVRT在具有平衡模型大小，测试内存和运行时的基准数据集上实现了最先进的性能。

本文提出了图像恢复的新变异推理框架和一个卷积神经网络（CNN）结构，该结构可以解决所提出的框架所描述的恢复问题。较早的基于CNN的图像恢复方法主要集中在网络体系结构设计或培训策略上，具有非盲方案，其中已知或假定降解模型。为了更接近现实世界的应用程序，CNN还接受了整个数据集的盲目培训，包括各种降解。然而，给定有多样化的图像的高质量图像的条件分布太复杂了，无法通过单个CNN学习。因此，也有一些方法可以提供其他先验信息来培训CNN。与以前的方法不同，我们更多地专注于基于贝叶斯观点以及如何重新重新重构目标的恢复目标。具体而言，我们的方法放松了原始的后推理问题，以更好地管理子问题，因此表现得像分裂和互动方案。结果，与以前的框架相比，提出的框架提高了几个恢复问题的性能。具体而言，我们的方法在高斯denoising，现实世界中的降噪，盲图超级分辨率和JPEG压缩伪像减少方面提供了最先进的性能。

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。

缺乏大规模嘈杂的图像对限制了监督的去噪方法在实际应用中部署。虽然现有无监督的方法能够在没有地面真理清洁图像的情况下学习图像去噪，但它们要么在不切实际的设置下表现出差或工作不佳（例如，配对嘈杂的图像）。在本文中，我们提出了一种实用的无监督图像去噪方法，以实现最先进的去噪性能。我们的方法只需要单一嘈杂的图像和噪声模型，可以在实际的原始图像去噪中轻松访问。它迭代地执行两个步骤：（1）构造具有来自噪声模型的随机噪声的噪声噪声数据集; （2）在噪声 - 嘈杂数据集上培训模型，并使用经过培训的模型来优化嘈杂的图像以获得下一轮中使用的目标。我们进一步近似我们的全迭代方法，具有快速算法，以实现更高效的培训，同时保持其原始高性能。实验对现实世界，合成和相关噪声的实验表明，我们提出的无监督的去噪方法具有卓越的现有无监督方法和具有监督方法的竞争性能。此外，我们认为现有的去噪数据集质量低，只包含少数场景。为了评估现实世界应用中的原始图像去噪表现，我们建立了一个高质量的原始图像数据集Sensenoise-500，包含500个现实生活场景。数据集可以作为更好地评估原始图像去噪的强基准。代码和数据集将在https://github.com/zhangyi-3/idr发布