补充实验:低质量JPEG图像的处理
研究背景
JPEG压缩的质量因子(QF, Quality Factor)不同,会导致图像退化程度不同。在低质量(通常指 QF ≤ 30)时,图像不仅产生明显的块状伪影(blocking artifacts)块效应、边缘模糊、色带、振铃,还会出现纹理丢失、色彩偏移等问题。
直接再压缩会放大这些伪影,降低可感知质量。
常见的解决方案包括:
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先恢复再压缩(Two-Stage: Restoration + Compression)
先通过深度模型恢复或增强图像质量(去伪影、超分、纹理补偿等),再用标准或神经压缩器压缩。 -
直接对图像进行压缩通过优化模型去除伪影
构建端到端的网络同时执行恢复与压缩,输入低QF的图像,输出高压缩比较为清晰的图像编码 -
条件自适应的重压缩
将图像质量作为条件输入,动态控制模型压缩程度。
对严重压缩的图像先重建纹理然后压缩。较轻压缩的直接进行压缩。 -
图像恢复
MemNet (2017) - Deep Persistent Memory Network
RIDNet (2019) - Residual-in-Residual Dense Network
MIRNet (2020) -
关注压缩质量因子QF的“条件建模”或“自适应”方法
DASR (2020)
提出动态调节网络参数的方法来适配不同的退化程度,QF是输入的一部分。
模型通过可学习的条件分支网络自适应处理不同压缩程度。
QGAC (Quality-Guided Adaptive Compression Artifacts Cleaning, 2023)
提出了一个 QF 引导的模块,动态选择适合的滤波器路径来去除伪影,专门应对低质量图像。
利用了 attention 和 quality-aware 的建模方式。 -
基于GAN / Diffusion 的低质量 JPEG 图像生成增强
JPEG-GAN (2022)
明确针对 QF=10~30 的严重压缩图像设计GAN架构,融合判别器感知损失与多尺度生成器。
极大提升了恢复后的结构与纹理保真度。
DiffJPEG (2024) - 基于扩散模型的JPEG恢复
最新方法利用 diffusion 模型逐步从压缩图像恢复高质量图像,在低QF场景(如QF=5,10)超越了GAN。强调更细腻的高频恢复。 -
辅助学习与自监督策略
JPEG-Former (2022)
将 Transformer 应用于JPEG伪影恢复,能有效捕捉远距离依赖和纹理一致性。
引入质量因子作为位置编码,引导模型学习不同压缩程度的恢复策略。
Blind JPEG Artifact Removal
无需明确QF标签,通过自监督学习模型推断图像压缩程度,并自适应恢复。
代表方法如 Blind-RestoreNet 结合了噪声建模与对抗学习。

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