إلى التوليد والنمذجة العامة للضوضاء الخام في الإضاءة المنخفضة

نمذجة وتركيب الضوضاء الخام في ظروف الإضاءة المنخفضة يُعد مشكلة أساسية في تطبيقات التصوير الحاسوبي ومعالجة الصور. وعلى الرغم من أن معظم الدراسات الحديثة اعتمدت نماذج قائمة على الفيزياء لتركيب الضوضاء، إلا أن الضوضاء المستقلة عن الإشارة في ظروف الإضاءة المنخفضة تكون أكثر تعقيدًا بكثير، وتختلف بشكل كبير بين أجهزة الاستشعار المختلفة، وهو ما يتجاوز قدرة هذه النماذج على وصفه. ولحل هذه المشكلة، نقدّم منظورًا جديدًا لتركيب الضوضاء المستقلة عن الإشارة باستخدام نموذج توليدي. بشكل محدد، نقوم بتركيب الضوضاء التابعة للإشارة والمستقلة عنها بطريقة تجمع بين المبادئ الفيزيائية والتعلم الآلي على التوالي. وبهذا، يمكن اعتبار طريقتنا نموذجًا عامًا، حيث يمكنها تعلّم خصائص الضوضاء المختلفة عند مستويات ISO المختلفة، والتوسع لدعم أجهزة استشعار متعددة. ثم نقدّم مُميّزًا متعدد المقياس فعّالًا يُسمّى "مُميّز التحويل التوافقي" (Fourier Transformer Discriminator - FTD) لتمييز توزيع الضوضاء بدقة. بالإضافة إلى ذلك، قمنا بجمع مجموعة بيانات جديدة لمعالجة الضوضاء الخام في الإضاءة المنخفضة (Low-Light Raw Denoising - LRD) لغرض التدريب والاختبار. تُظهر النتائج التصويرية أن الضوضاء المولّدة بواسطة النموذج المقترح تشبه إلى حد كبير الضوضاء الحقيقية من حيث التوزيع. علاوةً على ذلك، أظهرت التجارب الواسعة في إزالة الضوضاء أداءً متميزًا مقارنةً بالأساليب الحالية على أجهزة استشعار مختلفة.