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马赛克变高清,谷歌将SR3、CDM相结合,推出超分辨率新方法

机器之心报道 机器之心编辑部 谷歌的研究者用两种有关联的方法提升了扩散模型的图像合成质量。 自然图像合成作为一类机器学习 (ML) 任务,具有广泛的应用,也带来了许多设计挑战。例如图像超分辨率,需要训练模型将低分辨率图像转换为高分辨率图像。从修复老照片到改进医学成像系统,超分辨率有着非常重要的作用。 另一个图像合成任务是类条件图像生成,该任务训练模型以从输入类标签生成样本图像。生成的样本图像可用于提高下游模型的图像分类、分割等性能。 通常,这些图像合成任务由深度生成模型执行,例如 GAN、VAE 和自回归模

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IBC 2023 | 最新人工智能/深度学习模型趋势在超分辨率视频增强中的技术概述

超分辨率(SR)方法指的是从低分辨率输入生成高分辨率图像或视频的过程。这些技术几十年来一直是研究的重要课题,早期的 SR 方法依赖于空间插值技术。虽然这些方法简单且有效,但上转换图像的质量受到其无法生成高频细节的能力的限制。随着时间的推移,引入了更复杂的方法,包括统计、基于预测、基于块或基于边缘的方法。然而,最显著的进步是由新兴的深度学习技术,特别是卷积神经网络(CNNs)带来的。尽管卷积神经网络(CNNs)自 20 世纪 80 年代以来就存在,但直到 20 世纪 90 年代中期,由于缺乏适合训练和运行大型网络的硬件,它们才开始在研究社区中获得广泛关注。

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单幅图像超分辨率重建(图像超分)

图像超分辨率重建技术就是利用一组低质量、低分辨率图像(或运动序列)来产生单幅高质量、高分辨率图像。图像超分辨率重建应用领域及其宽广,在军事,医学,公共安全,计算机视觉等方面都存在着重要的应用前景。在计算机视觉领域,图像超分辨率重建技术有可能使图像实现从检出水平(detection level)向识别水平(recognition level)的转化,或更进一步实现向细辨水平(identification level)的转化。图像超分辨率重建技术可以提高图像的识别能力和识别精度。图像超分辨率重建技术可以实现目标物的专注分析,从而可以获取感兴趣区域更高空间分辨率的图像,而不必直接采用数据量巨大的高空间分辨率图像的配置。[1]

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图像超分辨率重建算法,让模糊图像变清晰(附数据和代码)

图像分辨率是一组用于评估图像中蕴含细节信息丰富程度的性能参数,包括时间分辨率、空间分辨率及色阶分辨率等,体现了成像系统实际所能反映物体细节信息的能力。相较于低分辨率图像,高分辨率图像通常包含更大的像素密度、更丰富的纹理细节及更高的可信赖度。但在实际上情况中,受采集设备与环境、网络传输介质与带宽、图像退化模型本身等诸多因素的约束,我们通常并不能直接得到具有边缘锐化、无成块模糊的理想高分辨率图像。提升图像分辨率的最直接的做法是对采集系统中的光学硬件进行改进,但是由于制造工艺难以大幅改进并且制造成本十分高昂,因此物理上解决图像低分辨率问题往往代价太大。由此,从软件和算法的角度着手,实现图像超分辨率重建的技术成为了图像处理和计算机视觉等多个领域的热点研究课题。

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Super-Resolution on Object Detection Performance in Satellite Imagery

探讨了超分辨率技术在卫星图像中的应用,以及这些技术对目标检测算法性能的影响。具体来说,我们提高了卫星图像的固有分辨率,并测试我们能否以比固有分辨率更高的精度识别各种类型的车辆、飞机和船只。使用非常深的超分辨率(VDSR)框架和自定义随机森林超分辨率(RFSR)框架,我们生成了2×、4×和8×的增强级别,超过5个不同的分辨率,范围从30厘米到4.8米不等。使用本地和超解析数据,然后使用SIMRDWN对象检测框架训练几个定制的检测模型。SIMRDWN将许多流行的目标检测算法(如SSD、YOLO)组合成一个统一的框架,用于快速检测大型卫星图像中的目标。这种方法允许我们量化超分辨率技术对跨多个类和分辨率的对象检测性能的影响。我们还量化了目标检测的性能作为一个函数的本机分辨率和目标像素大小。对于我们的测试集,我们注意到性能从30 cm分辨率下的平均精度(mAP) = 0.53下降到4.8 m分辨率下的mAP = 0.11。从30厘米图像到15厘米图像的超级分辨效果最好;mAP改进了13 - 36%。对于较粗的分辨率而言,超级分辨率的好处要小一些,但仍然可以在性能上提供小的改进。

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Towards Precise Supervision of Feature Super-Resolution

虽然最近基于proposal的CNN模型在目标检测方面取得了成功,但是由于小兴趣区域(small region of interest, RoI)所包含的信息有限且失真,小目标的检测仍然比较困难。解决这一问题的一种方法是使用超分辨率(SR)技术来增强小型roi的特性。我们研究如何提高级的超分辨率特别是对小目标检测,并发现它的性能可以显著提高了(我)利用适当的高分辨率目标特性作为SR的训练监督信号模型和(2)匹配输入的相对接受训练领域对低分辨率的特性和目标高分辨率特性。我们提出了一种新颖的特征级超分辨率方法,它不仅能正确地解决这两个问题,而且可以与任何基于特征池的检测器集成。在我们的实验中,我们的方法显著提高了Faster R-CNN在清华-腾讯100K、PASCAL VOC和MS COCO三个基准上的性能。对于小目标的改进是非常大的,令人鼓舞的是,对于中、大目标的改进也不是微不足道的。因此,我们在清华-腾讯100K上取得了最新的技术水平,在PASCAL VOC和MS COCO上取得了极具竞争力的成绩。

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