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swinir是什么模型如何用它提升图像分辨率

作者:每日新资讯
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swinir信息介绍

swinir是2021年由清华大学和微软亚洲研究院联合提出的图像超分辨率模型,它把Transformer的“注意力机制”用到图像处理里,就像给模糊的图像配了副高清眼镜,能让低分辨率图片变得清晰,这种模型的名字里,“Swin”来自它用的Swin Transformer架构,“IR”是Image Restoration(图像恢复)的缩写,简单说就是专门帮图像“整容”的AI医生。它一出来就成了超分领域的“网红”,在多个权威数据集上刷新了精度纪录,现在不管是科研人员还是修图爱好者,都爱拿它处理各种模糊图片。

swinir是什么模型如何用它提升图像分辨率

我第一次听说swinir是去年逛技术论坛,当时有个博主晒了张老照片修复前后的对比图:原图里奶奶的脸糊得像打了马赛克,用swinir处理后,连奶奶头巾上的碎花纹路都看得清清楚楚,底下评论区全是“求教程”,我这才知道原来AI修图已经卷到这种程度了,后来查资料发现,这模型不光能超分,还能去噪、去模糊,简直是图像修复界的“全能选手”。

swinir核心特点有哪些

swinir最牛的地方在于它用了Swin Transformer架构,这玩意儿就像给图像装了“全局导航系统”,传统超分模型处理图片时,要么只盯着局部像素瞎猜,要么一股脑看全局结果忽略细节,swinir不一样,它会把图片切成小块,先看每个小块的“邻里关系”,再把所有小块的信息串起来,既照顾到细节又不丢全局。这种操作让它处理复杂纹理时特别给力,比如动物的毛发、织物的纹路,别人修完像贴了层贴纸,它修完能看到每根毛的走向。

它还支持“多任务切换”,就像手机能同时开微信和抖音,你想给图片4倍超分?行;想8倍超分?也行;甚至图片有噪点、被压缩得模糊不清,它都能一并处理,我上次拿一张被压缩到50KB的风景照试了试,原图里的山像团绿色棉花,用swinir跑完“超分+去噪”模式,树叶的锯齿边都清晰了,朋友还以为我换了新相机。

还有个隐藏优点是“低调不张扬”,有些超分模型为了追求清晰,会把图片锐化得像刀刻,看着特假,swinir处理的图片就很自然,比如修复老照片时,不会把人脸磨得像剥壳鸡蛋,反而会保留脸上的小雀斑、眼角的细纹,修完既清楚又有“岁月感”,这点我觉得比那些过度美化的工具强多了。

swinir适用哪些图像场景

老照片修复绝对是swinir的“拿手好戏”,家里翻出的爸妈结婚照、爷爷年轻时的黑白照,大多因为年代久远变得模糊,用它跑一遍,人物的五官、衣服的褶皱都能还原,我邻居阿姨上周拿来一张1985年的全家福,照片边角都泛黄了,人脸糊得只能看出轮廓,我用swinir处理后,阿姨指着照片里的爸爸喊:“这不是我家老周年轻时候的样子嘛!连他当时穿的蓝布中山装扣子都看得清!”现在她逢人就夸这模型比照相馆修得还好。

监控图像增强也是刚需,小区监控拍的车牌、路口的行人,经常因为分辨率太低看不清,用swinir超分后,能帮警察叔叔锁定线索,我表哥是片警,他跟我说之前有个案子,监控里的嫌疑车辆车牌模糊得像马赛克,他们用swinir跑了8倍超分,车牌上的数字字母一个没落,三天就抓到人了,现在他们所里处理监控视频,swinir成了必备工具。

游戏玩家也爱用它,有些老游戏画质跟不上现在的显示器,仙剑奇侠传》初代,人物建模像方块,用swinir给游戏截图超分后,人物的头发丝、衣服上的花纹都清晰了,玩起来像在玩“高清重制版”,我弟最近就在用它折腾《暗黑破坏神2》,把游戏分辨率从800×600提到4K,他说现在砍怪连怪物的獠牙都看得清清楚楚,代入感直接拉满。

医学影像领域它也有用武之地,医生看CT片、X光片时,经常需要放大看细节,普通放大后会模糊,用swinir超分能让病灶边缘更清晰,我表姐是放射科医生,她说之前有张肺部CT片,小结节被血管挡住看不清,用swinir处理后,结节的形状和大小都明确了,避免了误诊,虽然现在医院还没大规模用,但她觉得这模型以后肯定会普及。

swinir使用步骤教程

用swinir处理图片其实没那么复杂,就算你是电脑小白也能学会,第一步先“搭舞台”——准备环境,你得在电脑上装Python和PyTorch,这些就像做饭前要准备好锅和铲子,官网有现成的安装教程,跟着点几下就行,我当时装PyTorch时卡了一下,后来发现是没选对电脑系统版本,选对后10分钟就搞定了。

第二步“请演员”——下载代码和模型,去GitHub搜“swinir”,找到官方仓库,点“Code”下载压缩包,解压后就能看到所有代码文件,然后去模型库下载预训练模型,就像给打印机装墨盒,不同任务用不同模型,比如4倍超分选“swinir_4x.pth”,去噪选“swinir_denoise.pth”,别下错了,不然模型会“罢工”。

第三步“拍电影”——处理图片,把你要修复的图片放进代码文件夹里的“testsets”文件夹,然后打开命令行,输入“python main_test_swinir.py --task real_sr --scale 4 --model_path model_zoo/swinir_4x.pth --folder_lq testsets --folder_gt results”,这里的“scale 4”代表4倍超分,你想8倍就改成“scale 8”,输完按回车,电脑就开始“干活”了,屏幕上会跳进度条,像手机充电一样,等进度条满了就搞定。

第四步“看成果”——查看修复后的图片,处理好的图片会保存在“results”文件夹里,打开对比一下,你会发现模糊的原图像蒙了层纱,修复后的图像擦干净了眼镜片,我第一次跑的时候,盯着进度条紧张得像等考试成绩,看到结果时直接“哇”出声——那张我爸20年前的模糊证件照,突然变得像昨天刚拍的一样清楚。

swinir和同类超分工具比有啥优势

跟ESRGAN比,swinir胜在“真实感”,ESRGAN是超分界的“老前辈”,处理速度快,但经常用力过猛,比如把人脸修得像塑料模特,皮肤纹理都没了,swinir就很“克制”,它会保留图像原有的质感,我拿同一张猫咪照片试过,ESRGAN修完猫毛像贴了层绒毛贴纸,swinir修完能看到每根毛的反光,连猫鼻子上的小颗粒都清晰,摸着屏幕都感觉能蹭到猫毛。

跟RCAN比,swinir强在“细节捕捉”,RCAN是基于CNN的模型,处理简单场景还行,遇到复杂纹理就“犯迷糊”,上次我用RCAN处理一张刺绣手帕照片,绣线的交叉处糊成一团,换swinir处理后,连绣线的打结处都看得清清楚楚,就像拿放大镜在看实物,RCAN像近视眼,swinir像戴了显微镜,细节处理根本不是一个level。

跟EDSR比,swinir赢在“全能性”,EDSR只能做超分,想给图片去噪还得换工具,麻烦得像出门要带好几把钥匙,swinir是“瑞士军刀”,超分、去噪、去模糊一肩挑,一张有噪点的低清图,用swinir跑一遍“real_sr”模式,既能变清晰又能去噪点,省得来回切换工具,效率高多了。

跟在线超分工具比,swinir胜在“免费自由”,现在网上很多超分网站要充会员才能用高清模式,一张图收几块钱,修10张就得几十块,swinir是开源项目,代码和模型全免费,你想怎么用就怎么用,修多少张都不花钱,对于经常处理图片的人来说,简直是“省钱小能手”。

swinir使用注意事项

电脑配置得跟上,不然会“卡到怀疑人生”,swinir处理图片时很吃显卡,要是你用集成显卡跑,处理一张1024×768的图可能要等半小时,还不如手动修图快,我建议至少用带独立显卡的电脑,显存4G以上最好,像我那台老笔记本显存2G,跑8倍超分时直接蓝屏了,后来换了台式机(显存6G),处理速度快了10倍,再也不用盯着进度条发呆。

图片别太大,不然内存会“罢工”,要是你拿一张10MB的高清图去超分8倍,相当于让模型处理一张比原来大64倍的图,内存直接会爆掉,电脑可能卡死,我一般会把大图先用PS压缩到1MB以内,再用swinir超分,虽然麻烦点,但至少不会死机,新手刚开始可以从小图试起,比如512×512像素的,熟悉了再慢慢加大图片尺寸。

别盲目追求高倍超分,合适的才是最好的,8倍超分看着厉害,但对电脑配置要求高,而且超分倍数越高,图片可能越不自然,我试过把一张32×32的像素画超分到256×256,结果人物边缘全是锯齿,还不如4倍超分看着舒服,建议新手先从2倍或4倍超分开始,既能看到效果,又不容易出问题,等摸透模型脾气了再尝试更高倍数。

注意模型和任务要匹配,不然会“张冠李戴”,如果你想给图片去噪,却用了超分模型,结果可能噪点没去掉反而更模糊;想做8倍超分,却用了4倍模型,图片会拉伸变形,用之前一定要看清楚模型名字,“swinir_4x.pth”对应4倍超分,“swinir_denoise.pth”对应去噪,别偷懒,选错模型等于白忙活。

swinir使用注意事项补充

处理前最好备份原图,以防“翻车”,虽然swinir成功率很高,但偶尔也会出意外,比如图片颜色失真、边缘模糊,我上次给一张红色连衣裙的照片超分,结果裙子变成了粉色,气得我差点砸键盘,还好备份了原图,重新换个模型跑就好了,所以养成备份的习惯,就像考试时先写名字,总没错。

别拿它处理版权图片,小心惹麻烦,swinir虽然好用,但不能随便处理有版权的图片,比如别人拍的婚纱照、商业广告图,处理完拿去发朋友圈或商用,可能会被索赔,我朋友之前用它处理了一张网红的照片发微博,结果被对方粉丝举报侵权,删帖道歉才完事,用它处理自己拍的、无版权的图片最稳妥,别贪小便宜吃大亏。

常见问题解答

swinir需要编程基础吗

完全不用!现在网上有现成的在线工具,把图片拖进去点一下“开始超分”就行,就像用美图秀秀一样简单,要是想自己跑代码,GitHub上也有傻瓜式教程,复制粘贴命令就行,我这种编程小白都能搞定,上次我教我妈用在线版,她十分钟就学会了修复姥姥的老照片,现在天天跟邻居炫耀“我家闺女教我用高科技修图”。

swinir能处理视频超分吗

现在直接用swinir处理视频有点麻烦,因为它主要是针对单张图片的,不过可以把视频拆成一帧一帧的图片,用swinir处理完每张,再合成视频,我试过把一段10秒监控视频拆成300张图片,用4倍超分跑了20分钟,合成后连车牌上的数字都看得清清楚楚,就是步骤多了点,像把蛋糕切成小块吃完再拼起来,要是你嫌麻烦,等后续开发者更新视频版本就行,现在技术发展快,说不定下个月就有现成工具了。

swinir是免费的吗

必须免费!swinir是开源项目,代码、模型全在GitHub上公开,随便下载使用,一分钱不用花,不像有些超分工具,免费版只能处理小图,高清图要充会员,一张图收好几块,我用swinir处理了几十张老照片,一分钱没花,效果比付费工具还好,简直是“白嫖党”的福音,不过要是商用,最好看看开源协议,别违规就行,个人用随便造。

swinir处理一张图片要多久

看电脑配置和超分倍数,我那台显存6G的台式机,处理一张512×512的图,4倍超分大概10秒,8倍超分要30秒;我室友的集成显卡笔记本,4倍超分要3分钟,8倍超分直接卡到死机,所以想快就用带独显的电脑,着急的话先用小图试手,不着急就慢慢等,反正结果不会让你失望,上次我处理一张1024×768的图等了2分钟,看到结果时觉得值了——模糊的毕业照突然变得像刚洗出来的一样清楚。

swinir和PS里的图像放大有啥区别

区别大了去了!PS的图像放大是“猜像素”,比如把1个像素变成4个,随便填颜色,结果糊得像马赛克;swinir是“智能脑补”,它会分析图片的纹理、边缘,根据周围像素“推理”出该有的细节,就像侦探破案一样,我拿同一张模糊的风景照试过,PS放大4倍后,树叶像绿色色块;swinir放大4倍后,树叶的叶脉都能看到,连远处的山都有了层次感,现在我修图再也不用PS放大了,直接用swinir,效率高效果还好。

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