Unrolling Plug-and-Play Gradient Graph Laplacian Regularizer for Image Restoration

图像复原 计算机科学 拉普拉斯算子 图形 人工智能 插件 图像处理 图像(数学) 计算机视觉 数学 理论计算机科学 数学分析 程序设计语言
作者
Jianghe Cai,Gene Cheung,Fei Chen
出处
期刊:IEEE transactions on image processing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-1
标识
DOI:10.1109/tip.2025.3562425
摘要

Generic deep learning (DL) networks for image restoration like denoising and interpolation lack mathematical interpretability, require voluminous training data to tune large parameter sets, and are fragile in the face of covariate shift. To address these shortcomings, we build interpretable networks by unrolling variants of a graph-based optimization algorithm of different complexities. Specifically, for a general linear image formation model, we first formulate a convex quadratic programming (QP) problem with a new ℓ2-norm graph smoothness prior called gradient graph Laplacian regularizer (GGLR) that promotes piecewise planar (PWP) signal reconstruction. To solve the posed unconstrained QP problem, instead of computing a linear system solution straightforwardly, we introduce a variable number of auxiliary variables and correspondingly design a family of ADMM algorithms. We then unroll them into variable-complexity feedforward networks, amenable to parameter tuning via back-propagation. More complex unrolled networks require more labeled data to train more parameters, but have better over-all performance. The unrolled networks have periodic insertions of a graph learning module, akin to a self-attention mechanism in a transformer architecture, to learn pairwise similarity structure inherent in data. Experimental results show that our unrolled networks perform competitively to generic DL networks in image restoration quality while using only a fraction of parameters, and demonstrate improved robustness to covariate shift.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
4652376完成签到 ,获得积分0
1秒前
科研通AI2S应助花陵采纳,获得10
2秒前
2秒前
epmoct完成签到 ,获得积分10
3秒前
英勇白桃完成签到,获得积分10
4秒前
李彦完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
康阿蛋发布了新的文献求助30
5秒前
Joie发布了新的文献求助10
7秒前
DongYue完成签到 ,获得积分10
7秒前
Rosslyn完成签到 ,获得积分10
8秒前
DD完成签到 ,获得积分10
9秒前
研小白发布了新的文献求助10
9秒前
怡心亭发布了新的文献求助10
9秒前
lou1219完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助单薄的发卡采纳,获得10
10秒前
tingkcsl完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
五彩斑斓的黑完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
852应助研小白采纳,获得10
16秒前
淡然贞完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
17秒前
Ava应助0329采纳,获得10
17秒前
852应助夏季采纳,获得10
18秒前
完美的翼发布了新的文献求助10
19秒前
蒋power完成签到,获得积分10
19秒前
烟火会翻滚完成签到,获得积分10
20秒前
zzztsing0213发布了新的文献求助10
20秒前
景景景完成签到,获得积分10
20秒前
花陵发布了新的文献求助10
21秒前
Jason发布了新的文献求助10
21秒前
止戈完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
Wang完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
包包酱完成签到,获得积分10
25秒前
秋之发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7171091
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8812260
关于积分的说明 18617989
捐赠科研通 6785859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3167382
关于科研通互助平台的介绍 2308984
邀请新用户注册赠送积分活动 2142050