Underwater images often suffer from severe degradation, such as color distortion, low contrast, and blurred details, due to light absorption and scattering in water. While learning-based methods like CNNs and Transformers have shown promise, they face critical limitations: CNNs struggle to model the long-range dependencies needed for non-uniform degradation, and Transformers incur quadratic computational complexity, making them inefficient for high-resolution images. To address these challenges, we propose Hero-Mamba, a novel Mamba-based network that achieves efficient dual-domain learning for underwater image enhancement. Our approach uniquely processes information from both the spatial domain (RGB image) and the spectral domain (FFT components) in parallel. This dual-domain input allows the network to decouple degradation factors, separating color/brightness information from texture/noise. The core of our network utilizes Mamba-based SS2D blocks to capture global receptive fields and long-range dependencies with linear complexity, overcoming the limitations of both CNNs and Transformers. Furthermore, we introduce a ColorFusion block, guided by a background light prior, to restore color information with high fidelity. Extensive experiments on the LSUI and UIEB benchmark datasets demonstrate that Hero-Mamba outperforms state-of-the-art methods. Notably, our model achieves a PSNR of 25.802 and an SSIM of 0.913 on LSUI, validating its superior performance and generalization capabilities.


翻译:水下图像常因水体对光的吸收和散射而出现严重退化,如颜色失真、对比度低和细节模糊。虽然基于CNN和Transformer等学习方法已展现出潜力,但存在关键局限:CNN难以建模非均匀退化所需的长距离依赖关系,而Transformer具有二次计算复杂度,处理高分辨率图像效率低下。为解决这些问题,我们提出Hero-Mamba——一种基于Mamba的新型网络,实现高效的双域学习以增强水下图像。本方法创新性地并行处理空间域(RGB图像)和频谱域(FFT分量)的信息。这种双域输入使网络能够解耦退化因素,将颜色/亮度信息与纹理/噪声分离。网络核心采用基于Mamba的SS2D模块,以线性复杂度捕获全局感受野和长距离依赖,克服了CNN和Transformer的局限性。此外,我们引入由背景光先验引导的ColorFusion模块,以高保真度恢复颜色信息。在LSUI和UIEB基准数据集上的大量实验表明,Hero-Mamba超越现有最优方法。值得注意的是,我们的模型在LSUI数据集上达到25.802 dB的PSNR和0.913的SSIM,验证了其卓越性能与泛化能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

水下图像增强与复原技术进展与展望
专知会员服务
15+阅读 · 2024年9月5日
基于深度学习的水下图像目标检测综述
专知会员服务
50+阅读 · 2023年4月29日
最新《 深度学习时代的低光图像增强》综述论文,
专知会员服务
38+阅读 · 2021年4月30日
深度学习应用在图像匹配的效果如何?
中国图象图形学报
10+阅读 · 2019年6月11日
深度学习图像超分辨率最新综述:从模型到应用
炼数成金订阅号
65+阅读 · 2019年2月20日
learn to see in the dark-低照度图像增强算法
计算机视觉life
16+阅读 · 2019年1月14日
深度学习之图像超分辨重建技术
机器学习研究会
12+阅读 · 2018年3月24日
一文概览基于深度学习的超分辨率重建架构
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
5+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
5+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
1+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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
Agent Harness综述:大模型智能体执行器工程全景
专知会员服务
15+阅读 · 5月28日
《基于理论的威慑效能评估》
专知会员服务
8+阅读 · 5月28日
相关基金
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
5+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
5+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
1+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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员