Red de Estimación de Núcleo de Desenfoque Implícito Ligero para Super-Resolución de Imágenes Ciegas
Autores: Khan, Asif Hussain; Micheloni, Christian; Martinel, Niki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Red de Estimación de Núcleo de Desenfoque Implícito Ligero para Super-Resolución de Imágenes Ciegas
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Superresolución de imágenes
Técnicas de SR ciegas
Núcleo de desenfoque
Red neuronal convolucional
Superresolución profunda
Modelo basado en red neuronal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La super-resolución de imágenes ciegas (Blind-SR) es el proceso de aprovechar una imagen de baja resolución (LR), con degradación desconocida, para generar su versión de alta resolución (HR). La mayoría de las técnicas de SR ciegas existentes utilizan una red estimadora de degradación para estimar explícitamente el núcleo de desenfoque y guiar la red de SR con la supervisión de núcleos de verdad terrestre (GT). Para resolver este problema, es necesario diseñar una red estimadora implícita que pueda extraer una representación discriminativa del núcleo de desenfoque sin depender de la supervisión de núcleos de desenfoque de verdad terrestre. Diseñamos un enfoque ligero para la super-resolución ciega (Blind-SR) que estima el núcleo de desenfoque y restaura la imagen HR basado en una red neuronal convolucional profunda (CNN) y una red generativa adversarial residual de super-resolución profunda. Dado que el núcleo de desenfoque para la SR de imágenes ciegas es desconocido, siguiendo el modelo de formación de imágenes del problema de super-resolución ciega, primero introducimos un modelo basado en red neuronal para estimar el núcleo de desenfoque. Esto se logra mediante (i) un Super Resolver que, a partir de una entrada de baja resolución, genera la correspondiente imagen SR; y (ii) una Red Estimadora que genera el núcleo de desenfoque a partir de los datos de entrada. La salida de ambos modelos se utiliza en una nueva formulación de pérdida. La red propuesta es entrenable de extremo a extremo. La metodología propuesta está fundamentada tanto en experimentos cuantitativos como cualitativos. Los resultados en benchmarks demuestran que nuestro enfoque computacionalmente eficiente (12 veces menos parámetros que los modelos de última generación) se desempeña favorablemente en comparación con enfoques existentes y puede ser utilizado en dispositivos con capacidades computacionales limitadas.
Descripción
La super-resolución de imágenes ciegas (Blind-SR) es el proceso de aprovechar una imagen de baja resolución (LR), con degradación desconocida, para generar su versión de alta resolución (HR). La mayoría de las técnicas de SR ciegas existentes utilizan una red estimadora de degradación para estimar explícitamente el núcleo de desenfoque y guiar la red de SR con la supervisión de núcleos de verdad terrestre (GT). Para resolver este problema, es necesario diseñar una red estimadora implícita que pueda extraer una representación discriminativa del núcleo de desenfoque sin depender de la supervisión de núcleos de desenfoque de verdad terrestre. Diseñamos un enfoque ligero para la super-resolución ciega (Blind-SR) que estima el núcleo de desenfoque y restaura la imagen HR basado en una red neuronal convolucional profunda (CNN) y una red generativa adversarial residual de super-resolución profunda. Dado que el núcleo de desenfoque para la SR de imágenes ciegas es desconocido, siguiendo el modelo de formación de imágenes del problema de super-resolución ciega, primero introducimos un modelo basado en red neuronal para estimar el núcleo de desenfoque. Esto se logra mediante (i) un Super Resolver que, a partir de una entrada de baja resolución, genera la correspondiente imagen SR; y (ii) una Red Estimadora que genera el núcleo de desenfoque a partir de los datos de entrada. La salida de ambos modelos se utiliza en una nueva formulación de pérdida. La red propuesta es entrenable de extremo a extremo. La metodología propuesta está fundamentada tanto en experimentos cuantitativos como cualitativos. Los resultados en benchmarks demuestran que nuestro enfoque computacionalmente eficiente (12 veces menos parámetros que los modelos de última generación) se desempeña favorablemente en comparación con enfoques existentes y puede ser utilizado en dispositivos con capacidades computacionales limitadas.