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时空超分辨论文阅读笔记

作者: 佚名  日期:2023-07-20 07:14:40   来源: 转载

 以及 c t − 1 c_{t-1}ct1 就是t之前序列的时间信息,得益于记忆状态c cc,ConvLSTM具有长期记忆的能力, 而利用Conv来捕捉t时刻的特征与其之前状态的一个运动信息,但是由于卷积时的感受野比较小,所以ConvLSTM处理大幅运动的能力有限,而这会导致错误信息的不断传播和累积。

​ 为了更好处理大幅运动的视频,这篇工作在ConvLSTM中嵌入了可变形卷积操作,利用可变形卷积分别捕捉[ h t − 1 , F t L ] [h_{t-1},F^L_t][ht1,FtL]c t − 1 , F t L ] c_{t-1},F^L_t]ct1,FtL]之间的运行信息并实现时间上的对齐,得到[ h t − 1 a , c t − 1 a ] [h^a_{t-1},c^a_{t-1}][ht1a,ct1a] ,然后再利用ConvLSTM继续进行时间信息的聚集和特征融合,并向下传播,过程的示意图如下所示:

图3 嵌入可变形卷积的ConvLSTM

​ 同时,为了更好利用全局的时间信息,实际上使用了双向的可变形 ConvLSTM(Bidirectional Deformable ConvLSTM),生成融合了过去和未来信息的特征序列{ h t } t 2 n + 1 \{h_t\}^{2n+1}_t{ht}t2n+1

2.3 帧重建模块

​ 帧重建模块则是使用了一个时间共享的合成网络,输入当个时间步的隐藏状态h t h_tht,然后输出对应的HR frame,具体来说就是使用了k 2 k_2k2个残差块提取深度特征信息,然后通过亚像素卷积(sub-pixel)+PixelShuffle重建出HR frames { I t t } t = 1 2 n + 1 \{I^t_t\}^{2n+1}_{t=1}{Itt}t=12n+1。重建损失函数如下:
l r e c = ∣ ∣ I G T t − I t H ∣ ∣ 2 + ϵ 2 l_{rec}=\sqrt {||I^GT_t-I^H_t||^2+\epsilon^2}lrec=IGTtItH2+ϵ2
​ ϵ 2 \epsilon^2ϵ2是一个经验值,设置为1e-3,为了保证训练的稳定性(我认为:数值稳定---->训练稳定)

3.一些参数设置
  • k1=5,k2=40(5个残差块用于feature extractor,40个残差块用于帧重建部分)

  • 将连续的4个奇数帧,通过随机裁剪成32x32的patches作为输入

  • VSR的倍数设置为x4

  • 数据增强(随机旋转9 0 。 , 18 0 。 , 27 0 。 90^。,180^。,270^。90180270以及水平翻转)

  • Adam optimizer

  • 从4e-4开始到1e-7,对每个batch使用余弦退火(cosine annealing)

  • batch = 24

实验部分

表1 各算法性能比较

和其他的二阶段方法(由VFI和VSR中的SOTA模型组合完成)比起来,Zooming Slow-Mo在评估集上的表现都更好,并且由于是一阶段模型,模型的参数量比较小,且推理速度比起其他模型都要快得多。(TiTan XP Vid4上测试)

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