Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
[kantocv] The Perception-Distortion Tradeoff
Search
So Uchida
August 25, 2019
Research
1.1k
2
Share
[kantocv] The Perception-Distortion Tradeoff
So Uchida
August 25, 2019
More Decks by So Uchida
See All by So Uchida
[CVPR2025論文読み会] Linguistics-aware Masked Image Modelingfor Self-supervised Scene Text Recognition
s_aiueo32
0
320
Adaptive Text Recognition through Visual Matching
s_aiueo32
1
1.1k
[cvpaper.challenge] Second-order Attention Network for Single Image Super-Resolution
s_aiueo32
0
240
Other Decks in Research
See All in Research
Claude Code × autoresearch 実践
mathbullet
0
100
Using our influence and power for patient safety
helenbevan
0
340
ScoreMatchingRiesz for Automatic Debiased Machine Learning and Policy Path Estimation with an Application to Japanese Monetary Policy Evaluation
masakat0
0
270
AIスーパーコンピュータにおけるLLM学習処理性能の計測と可観測性 / AI Supercomputer LLM Benchmarking and Observability
yuukit
1
870
Unified Audio Source Separation (Defense Slides)
kohei_1979
1
600
ブレグマン距離最小化に基づくリース表現量推定:バイアス除去学習の統一理論
masakat0
0
260
Model Discovery and Graph Simulation: A Lightweight Gateway to Chaos Engineering
anatolykr
0
160
Aurora Serverless からAurora Serverless v2への課題と知見を論文から読み解く/Understanding the challenges and insights of moving from Aurora Serverless to Aurora Serverless v2 from a paper
bootjp
6
1.7k
Harness Engineering and Al Agent
kzinmr
2
610
世界モデルにおける分布外データ対応の方法論
koukyo1994
7
2.2k
20年前に50代だった人たちの今
hysmrk
0
200
姫路市 -都市OSの「再実装」-
hopin
0
1.7k
Featured
See All Featured
GraphQLの誤解/rethinking-graphql
sonatard
75
12k
Abbi's Birthday
coloredviolet
2
7.6k
The Cost Of JavaScript in 2023
addyosmani
55
9.9k
Mind Mapping
helmedeiros
PRO
1
190
How Software Deployment tools have changed in the past 20 years
geshan
0
33k
We Are The Robots
honzajavorek
0
230
Building the Perfect Custom Keyboard
takai
2
770
DBのスキルで生き残る技術 - AI時代におけるテーブル設計の勘所
soudai
PRO
65
54k
Visual Storytelling: How to be a Superhuman Communicator
reverentgeek
2
530
Designing Dashboards & Data Visualisations in Web Apps
destraynor
231
55k
Ruling the World: When Life Gets Gamed
codingconduct
0
230
The Pragmatic Product Professional
lauravandoore
37
7.3k
Transcript
第54回 コンピュータビジョン勉強会@関東 The Perception-Distortion Tradeoff Presenter: @s_aiueo32
論⽂情報 ü タイトル: The Perception-Distortion Tradeoff ü 著者: Yochai Blau
and Tomer Michaeli (Technion) ü 採択状況: CVPR2018 Orals/Spotlights ü 内容 ü メトリックと知覚品質のトレードオフに関して考察 ü (トレードオフを横断するのに) GANはいいぞ
Image Restoration ü 画像の劣化(Degradation)を修復し,元の画像を再構成する問題 Super Resolution Inpain0ng Dehazing Denoising debruring
Image Restorationのゴール Low Distortion ü GTに近い画像を⽣成できればいい ü 画像間の距離で測る ü MAE,
MSE, PSNR, SSIM etc. Good Perceptual Quality ü 「⾃然」な画像を⽣成できればいい ü 単⼀画像を⽤いて計測 ü BRISQUE, NIQE etc. (本論文の主張) 2つのゴールを同時に達成することは不可能 Mr. Intuition 「距離がゼロならそれは自然な画像では?」 無理
経験的には結構⾔われてた 滑らかすぎる PSNRが 低 い !
他のアルゴリズムでの結果 両立しているモデルは存在しない Better Better 敵 「RMSEがダメなだけでは?」
他の指標での結果
ここからちょっと算数
Image Restoration ∼ # 自然画像 再構成画像 % 劣化画像 '|# )
#|' Algorithm
Distortion [Δ(, ) )] SSD, SSIM, MS-SSIM, IFC, VIF, VGG,
… ∼ # 自然画像 再構成画像 % 非負性: Δ , ≥ 0 同一律: Δ , = 0
Perceptual Quality ∼ # 自然画像 再構成画像 % Real or Fake
7899:77 ∝ =>(#, ) # ) 50% 50% ∼ ) #
Perceptual Quality (#, ) # ) TV, KL, Hellinger, @,
Renyi, Wasserstein, … ∼ # 自然画像 再構成画像 % 非負性: , ≥ 0 同一律: , = 0 ⟺ = ∼ ) #
本論⽂の問題設定 問題 → → ) 尺度の定式化 Distortion: [Δ(, ) )]
Perceptual Quality: (# , ) # ) [Δ(, ) )] (#, ) # ) このトレードオフの 存在を証明
Low Distortionは?
簡単なパラメータ推定の例 ü ノイズ を含んだ観測値 からパラメータ を推定 = + ü は次の確率質量関数に従う確率変数
#() = G H = ±1 K = 0 ü は正規分布に従う ~(0, 1) この設定でMMSEとMAP推定を行う
MMSE と MAP推定 ü MMSE ü 推定値は条件付期待値で与えられる % NNOP =
= ü ) #QQRS は確率密度 ü MAP推定 ü 事後確率最⼤のパラメータを出⼒ % NTU = argmax[∈{^H,K,H} ( = |) ü 今回の設定だとsign(⋅)と同じ
MNISTでMMSE/MAP推定した結果 ü MNISTとBlank画像を混ぜたデータでDenoising 高ノイズレベルで ぼやける 高ノイズレベルでは Blankがほとんど
トレードオフについて
Tradeoff Function ü Distortionレベルごとの下界を求める関数を定義 = min fg h|i #, )
# . . Δ , ) ≤ ü (, )がに関して凸なら, ()は単調減少&凸関数 (= Tradeoff!!) ü -divergenceはに関して凸 = + の例でのプロット
トレードオフを横断 ü ⺠「トレードオフがあるのは分かったけど, 下界に近づきたい」 ü 神「GANを使いましょう」 = min fg h|i
#, ) # . . Δ , ) ≤ ℓp:q = ℓrs7tuvtsuq + ℓxry ≈ Δ , ) + (#, ) # ) ⟷
実験 ü WGANで ∈ [0, 0.3]を変えながらDenoising ü 理論的な下界に沿って品質をコントロールできることを確認
既存のアルゴリズムの評価 ü ⾔葉の定義 ü A dominates B: AがBにDistortionでもPerceptual Qualityでも勝ってる ü
A is admissible: Aはどのアルゴリズムにもdominateされてない ü admissibleな⼿法が下界に近い⼿法
レート歪との関係 ü 許容歪に対してどれくらい圧縮できるか? ü Perception-Distortion Tradeoffと似た形 = min fg h|h
; ) s. t. Δ , ) ≤ ü レート歪とのPerception-Distortion Tradeoffの違い 1. レート歪は) #|# を考えるけど,こっちは) #|' を考える 2. ; ) はと ) の同時分布に依存するけど, #, ) # は依存しない ü 著者はICML2019にこんな論⽂通している ü “Rethinking Lossy Compression: The Rate-Distortion-Perception Tradeoff”
まとめ ü DistortioinとPerceptual Qualityの間にトレードオフがある ü GAN損失の⽐率によってトレードオフ関数を横断できる ü 許容Distortionレベルを決めてから動かすのが良い ü 「最適なアルゴリズム」は応⽤依存
ü 医⽤画像はDistortion志向, 写真はPerceptual Quality志向