Enhancing photorealism enhancement

图片增强现实——NVIDIA
即使是最复杂的游戏,其实时渲染依然无法实现真实的现实场景,人眼一眼就能分辨模拟图片和真实图片。
因此利用游戏引擎渲染过程中产生的中间缓冲(G-Buffers)作为训练卷积神经网络的额外输入信号,进一步增强游戏中图片的真实性,同时消除之前基于深度学习的方法可能会产生的不和谐不合理幻像(不同图像现实增强的数据集中的场景布局会带来不同的视觉效果)。
不直接生成数据,而是在已经渲染的图像上进行增强,集成场景信息来合成几何上和语义上一致的图像。


Overview

网络主要包含:
图像增强网络(基于HRNetV2):以渲染之后的图像作为输入,输出增强现实之后的图像。将开头的降采样卷积改为步长为1的卷积,在每个分支的residual block中,将BN替换为rendering-aware denormalization modules(RAD),构建RAD Blocks,每个分支接受一个对应的G-buffer特征作为辅助输入。


Image Enhancement Network

图像增强网络的目标函数有二:
1.LPIPS loss反映图像之间的结构差异
2.感知鉴别器评估图像的真实性
G-buffer Encoder Network:rendering buffer提供了几何学/材料/光照等等场景信息,该信息通过G-buffer Encoder Network得到多尺度的G-buffer特征,同样作为图像增强网络的输入;

G-buffer Encoder

G-buffers分别送入C个分支(C为类别数),得到的向量分别与对应类别的mask点乘,然后对类别求和,送入G-buffer Encoder中。
Rendering-aware denormalization:
RAD Module

每个尺度的G-buffer特征经过三个residual block和两个并行卷积得到缩放和偏移参数\gamma, \beta,图像特征经过GroupNorm,然后经过缩放偏移得到RAD的输出特征。
感知鉴别器(Perceptual discriminator):
感知鉴别器

包含预训练的分割网络和感知特征提取网络和多个鉴别器网络,将VGG每个Relu后的特征送入鉴别器(多尺度的)。每个鉴别器网络包含五个Convolution-GroupNorm-LeakyReLU (CGL) layers(产生256维特征y)和一个Convolution-LeakyReLU-Convolution (CLC) layer(将特征变为单通道向量z),特征y与分割图得到的特征算内积,然后与z相加得到真实性得分。

由于不同数据集的场景不同,在进行domain迁移的时候可能会产生一些不合理的现象(过拟合于source domain),如CityScapes中图片上方天空出现的概率低于GTAV(一般可能是树木),因而采用GAN将GTAV风格的图片翻译为Cityscapes风格的时,可能会在图片上方生成树木,这显然不合理。同理,如果以Cityscapes数据集作为真实图片,那么判别器很容易就做出如下判断:图片上方是天空的大概率是渲染图片,图片上方是树木的大概率是真实图片,从而将该信号传递至生成器,使得生成出来的图片上方可能出现树木,这不是我们期待的结果。因而从GTAV和Cityscapes中随机选取的图片场景布局是不同的,哪怕前景类别数量相同,所以需要构建不同的采样策略,不能盲目扩大真实图像和渲染图像的patch尺寸以增大上下文,将crop size缩放到整幅图片大小的7%。其次,在整个数据集上匹配图像块:将图片裁剪为196像素的图像块,每个图像块经过ImageNet上的预训练VGG模型得到512维的特征(最后一个relu),如果真实图像的图像块与渲染图像的图像块余弦相似度大于0.5,则认为两者匹配。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,390评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,821评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,632评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,170评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,033评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,098评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,511评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,204评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,479评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,572评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,341评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,213评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,576评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,893评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,171评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,486评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,676评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容