Video Diffusion Posterior Sampling for Seeing Beyond Dynamic Scattering Layers

Tae‐Sung Kwon

doi:10.1109/TPAMI.2025.3598457

Video Diffusion Posterior Sampling for Seeing Beyond Dynamic Scattering Layers

2025-08-13

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DOI：10.1109/TPAMI.2025.3598457

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散射成像具有挑战性，因为即使是薄层也会随机扰动光的传播并遮挡隐藏物体。对前向散射的精确封闭式建模仍然困难，尤其是对于动态变化或厚层。在此，我们介绍一种基于视频扩散模型的即插即用逆向求解器，该求解器采用适用于动态散射层的物理基础前向模型。我们的方法将扩散后验采样（DPS）扩展到时空域，从而更有效地捕捉视频帧与散射信号之间的统计相关性。利用这些时间相关性，我们的方法能够恢复空间仅方法通常无法重建的高分辨率空间细节。我们还提出了一种推理时优化方法，结合轻量级映射网络，能够在不额外训练的情况下实现低维前向模型参数的联合估计。这种联合优化显著增强了对未知、时变降质条件的适应性，使我们的方法适用于盲逆向散射问题。我们在不同场景类型、层厚度和场景-层距离等多样化条件下进行了验证。使用多个数据集的真实世界实验证实，即使在真实噪声和前向模型近似不匹配的情况下，我们的方法也具有鲁棒性和有效性。最后，我们验证了我们的方法作为一种通用的视频恢复框架，适用于去雾、去模糊、图像修复和复杂光学像差下的盲恢复。

Keyword:

Video reconstruction

imaging through scattering

video diffusion models

and diffusion-based inverse problem solvers

Video Diffusion Posterior Sampling for Seeing Beyond Dynamic Scattering Layers

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