当前位置:   article > 正文

Zero-Shot Image Restoration Using Denoising Diffusion Null-Space Model (Papar reading)

zero-shot image restoration using denoising diffusion null-space model

Zero-Shot Image Restoration Using Denoising Diffusion Null-Space Model (Papar reading)

Yinhuai Wang, Peking University Shenzhen Graduate School, China, arXiv, Cited:0, Code, Paper.

1. 方法

1.1 考虑无噪声的复原任务

无噪声的复原任务可以表示为: y = A x y=Ax y=Ax,其中 x ∈ R D × 1 , A ∈ R d × D , y ∈ R d × 1 x\in \mathbb{R}^{D\times1}, A\in \mathbb{R}^{d\times D}, y\in \mathbb{R}^{d\times1} xRD×1,ARd×D,yRd×1。图像复原任务通常要生存符合以下两个约束的估计 x ^ \hat{x} x^
C o n s i s t e n c y : A x ^ ≡ y , R e a l n e s s : x ^ ∼ q ( x ) Consistency: A\hat{x} \equiv y,\quad Realness: \hat{x} \sim q(x) Consistency:Ax^y,Realness:x^q(x)
这里 q ( x ) q(x) q(x)是GT图像 x x x的分布。

对于一致性(Consistency),我们可以利用范围零空间分解(range-null space decomposition)。给定线性算子 A ∈ R d × D A\in \mathbb{R}^{d\times D} ARd×D,他的伪逆 A † ∈ R D × d A^{\dagger}\in \mathbb{R}^{D\times d} ARD×d满足 A A † A ≡ A AA^{\dagger}A \equiv A AAAA。由于 A A † A x ≡ A x AA^{\dagger}Ax \equiv Ax AAAxAx A † A A^{\dagger}A AA可以看作是将样本 x x x映射到A的范围空间(range-space)的算子。而由于 A ( I − A † A ) ≡ 0 A(I-A^{\dagger}A) \equiv 0 A(IAA)0,则 ( I − A † A ) (I-A^{\dagger}A) (IAA)可以看作是将样本 x x x映射到A的零空间(null-space)的算子。什么是range-space和null-space?.有趣的是,任何样本 x x x可以被分解为两部分:
x ≡ A † A x + ( I − A † A ) x x \equiv A^{\dagger}Ax+(I-A^{\dagger}A)x xAAx+(IAA)x
此外,左边乘 A A A有, A x ≡ A A † A x + A ( I − A † A ) x ≡ A x + 0 ≡ y Ax\equiv AA^{\dagger}Ax+A(I-A^{\dagger}A)x \equiv Ax+0 \equiv y AxAAAx+A(IAA)xAx+0y。我们还发现,对于降质图像 y y y,我们可以直接重构通用解 x ^ \hat{x} x^,并满足一致性, x ^ = A † y + ( I − A † A ) x ˉ \hat{x}=A^{\dagger}y+(I-A^{\dagger}A)\bar{x} x^=Ay+(IAA)xˉ。这里 x ˉ \bar{x} xˉ决定着 x ^ ∼ q ( x ) \hat{x} \sim q(x) x^q(x),因此我们的目标是找到一个合适的 x ˉ \bar{x} xˉ保证真实性(Realness)。我们知道,在DDPM中 x 0 x_{0} x0是可以被估计出来的,第 t t t步的估计可表示为:
x 0 ∣ t = 1 α t ˉ ( x t − Z θ ( x t , t ) 1 − α t ˉ ) x_{0|t}=\frac{1}{\sqrt{\bar{\alpha_{t}}}}(x_{t}-\mathcal{Z}_{\theta}(x_{t},t)\sqrt{1-\bar{\alpha_{t}}}) x0∣t=αtˉ 1(xtZθ(xt,t)1αtˉ )
因此我们可以获得修正估计 x ^ 0 ∣ t = A † y + ( I − A † A ) x 0 ∣ t \hat{x}_{0|t} = A^{\dagger}y+(I-A^{\dagger}A)x_{0|t} x^0∣t=Ay+(IAA)x0∣t,最后我们可以用这个估计来从 p ( x t − 1 ∣ x t , x ^ 0 ∣ t ) p(x_{t-1}|x_{t},\hat{x}_{0|t}) p(xt1xt,x^0∣t)采样 x t − 1 x_{t-1} xt1。算法下图所示:
请添加图片描述

1.2 有噪声的复原任务

Coming soon.

声明:本文内容由网友自发贡献,不代表【wpsshop博客】立场,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容,请联系我们。转载请注明出处:https://www.wpsshop.cn/w/小小林熬夜学编程/article/detail/237371
推荐阅读
相关标签
  

闽ICP备14008679号