Reconstructing intensity frames from event data while maintaining high temporal resolution and dynamic range is crucial for bridging the gap between event-based and frame-based computer vision. Previous approaches have depended on supervised learning on synthetic data, which lacks interpretability and risk over-fitting to the setting of the event simulator. Recently, self-supervised learning (SSL) based methods, which primarily utilize per-frame optical flow to estimate intensity via photometric constancy, has been actively investigated. However, they are vulnerable to errors in the case of inaccurate optical flow. This paper proposes a novel SSL event-to-video reconstruction approach, dubbed EvINR, which eliminates the need for labeled data or optical flow estimation. Our core idea is to reconstruct intensity frames by directly addressing the event generation model, essentially a partial differential equation (PDE) that describes how events are generated based on the time-varying brightness signals. Specifically, we utilize an implicit neural representation (INR), which takes in spatiotemporal coordinate $(x, y, t)$ and predicts intensity values, to represent the solution of the event generation equation. The INR, parameterized as a fully-connected Multi-layer Perceptron (MLP), can be optimized with its temporal derivatives supervised by events. To make EvINR feasible for online requisites, we propose several acceleration techniques that substantially expedite the training process. Comprehensive experiments demonstrate that our EvINR surpasses previous SSL methods by 38% w.r.t. Mean Squared Error (MSE) and is comparable or superior to SoTA supervised methods. Project page: https://vlislab22.github.io/EvINR/.


翻译:从事件数据重建强度帧,同时保持高时间分辨率与宽动态范围,对于弥合事件视觉与帧视觉之间的鸿沟至关重要。现有方法依赖于合成数据的监督学习,其可解释性不足且易过拟合于事件模拟器的设定。近年来,基于自监督学习的方法被广泛研究,其主要利用逐帧光流通过光度恒定假设估计强度。然而,这些方法在光流估计不准确时表现脆弱。本文提出一种新颖的自监督事件到视频重建方法,称为EvINR,该方法无需标注数据或光流估计。我们的核心思想是通过直接求解事件生成模型——本质上是一个描述事件如何基于时变亮度信号生成的偏微分方程——来重建强度帧。具体而言,我们采用隐式神经表示,其输入时空坐标$(x, y, t)$并预测强度值,以表示事件生成方程的解。该INR参数化为全连接多层感知机,可通过事件对其时间导数进行监督优化。为使EvINR满足在线应用需求,我们提出了多项加速技术,显著提升了训练效率。综合实验表明,我们的EvINR在均方误差指标上超越先前自监督方法38%,并与当前最优监督方法相当或更优。项目页面:https://vlislab22.github.io/EvINR/。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
0+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员