Real-ESRGAN

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34.9k 4.3k 中等 69 次阅读 今天BSD-3-Clause图像开发框架
AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

Real-ESRGAN 是一款专注于通用图像与视频修复的开源人工智能项目。它的核心目标是提供在实际场景中真正可用的算法,解决传统超分辨率技术在处理真实世界退化图像时容易出现模糊、噪声或伪影的问题。无论是老照片修复还是低清视频增强,Real-ESRGAN 都能有效去除瑕疵并提升画面清晰度。

Real-ESRGAN 适合多类人群使用。开发者可以通过 PyPI 快速安装并集成到工作流中;研究人员可利用其训练框架探索新的恢复模型;而设计师和普通用户则无需复杂配置,直接下载 Windows、Linux 或 macOS 的便携可执行文件,甚至在线体验 Colab 演示即可上手。

技术亮点方面,它在经典 ESRGAN 基础上进行了改进,采用纯合成数据进行训练,使其对现实世界的复杂退化情况具有更强的鲁棒性。此外,它还特别推出了针对动漫内容的专用模型,在二次元图像和视频修复上表现尤为出色。作为一个活跃且功能丰富的开源项目,它是提升媒体质量的高效选择。

使用场景

某纪录片制作团队在整理 1990 年代的家庭录像素材时,面临原始画质极差导致无法适配现代高清屏幕的困境。

没有 Real-ESRGAN 时

  • 原始截图分辨率过低,放大至 1080P 后出现严重的锯齿和模糊现象。
  • 画面存在大量压缩噪点与色块,干扰观众对历史细节的观察。
  • 传统软件仅能简单插值,导致人物面部变形或产生不自然的伪影。
  • 人工逐帧修复成本过高,项目进度因技术瓶颈被迫延期。

使用 Real-ESRGAN 后

  • Real-ESRGAN 智能重建图像细节,将低清素材无损提升至高清标准。
  • 有效去除视频压缩痕迹,同时保留真实的胶片颗粒与光影质感。
  • 支持命令行批量处理,团队可在数小时内完成整个项目的画质升级。
  • 专用模型优化了人脸结构,确保修复后的肖像既清晰又符合历史原貌。

Real-ESRGAN 凭借强大的通用恢复能力,让老旧影像资源的现代化利用变得高效可行。

运行环境要求

操作系统
  • Windows
  • Linux
  • macOS
GPU

支持 Intel/AMD/Nvidia GPU,具体显存及 CUDA 版本未说明

内存

未说明

依赖
notes推荐使用 Anaconda 或 Miniconda 管理环境;提供无需安装 CUDA/PyTorch 的便携式可执行文件(NCNN 实现);支持通过集成 GFPGAN 进行人脸增强;包含动漫专用模型。
python3.7+
torch>=1.7
basicsr
facexlib
gfpgan
Real-ESRGAN hero image

快速开始

👀演示视频 | 🚩更新 |使用 | 🏰模型库 | 🔧安装 | 💻训练 |常见问题 | 🎨贡献指南

download PyPI Open issue Closed issue LICENSE python lint Publish-pip

🔥 AnimeVideo-v3 模型(动漫视频小模型)。请参阅 [动漫视频模型] 和 [对比]
🔥 RealESRGAN_x4plus_anime_6B 用于动漫图像 (动漫插图模型)。请参阅 [动漫模型]

  1. :boom: 更新 在线 Replicate 演示:Replicate
  2. Real-ESRGAN 在线 Colab 演示:Colab | Real-ESRGAN(动漫视频)在线 Colab 演示:Colab
  3. 便携式 Windows / Linux / MacOS 适用于 Intel/AMD/Nvidia GPU 的可执行文件。您可以在 此处 找到更多信息。ncnn 实现位于 Real-ESRGAN-ncnn-vulkan

Real-ESRGAN 旨在开发 通用图像/视频恢复的实用算法
我们将强大的 ESRGAN 扩展为实用的恢复应用(即 Real-ESRGAN),该模型使用纯合成数据进行训练。

🌌 感谢您的宝贵反馈/建议。所有反馈均更新至 feedback.md


如果 Real-ESRGAN 对您有帮助,请帮忙 ⭐ 此仓库或推荐给您身边的朋友 😊
其他推荐项目:
▶️ GFPGAN: 一种用于真实世界人脸恢复的实用算法
▶️ BasicSR: 一个开源的图像和视频恢复工具箱
▶️ facexlib: 提供有用的人脸相关函数集合。
▶️ HandyView: 一款基于 PyQt5 的图像查看器,方便查看和比较
▶️ HandyFigure: 论文图表开源项目


📖 Real-ESRGAN:使用纯合成数据训练真实世界盲超分辨率

[论文]   [YouTube 视频]   [B 站讲解]   [海报]   [PPT 幻灯片]
Xintao Wang, Liangbin Xie, Chao Dong, Ying Shan
腾讯 ARC 实验室; 中国科学院深圳先进技术研究院


🚩 更新

  • ✅ 添加 realesr-general-x4v3 模型——一个适用于通用场景的小型模型。它还支持 -dn 选项以平衡噪声(避免过度平滑的结果)。-dn 是 denoising strength(去噪强度)的缩写。
  • ✅ 更新 RealESRGAN AnimeVideo-v3 模型。更多详情请参见 anime video modelscomparisons
  • ✅ 为动漫视频添加小型模型。更多详情在 anime video models
  • ✅ 添加 ncnn 实现 Real-ESRGAN-ncnn-vulkan
  • ✅ 添加 RealESRGAN_x4plus_anime_6B.pth,该模型针对 anime(动漫)图像进行了优化,且模型体积更小。更多详情及与 waifu2x 的比较见 anime_model.md
  • ✅ 支持在自有数据或配对数据上进行 finetuning(微调)(i.e., finetuning ESRGAN)。参见 此处
  • ✅ 集成 GFPGAN 以支持 face enhancement(人脸增强)。
  • ✅ 已集成至 Huggingface Spaces,使用 Gradio。参见 Gradio Web Demo。感谢 @AK391
  • ✅ 支持通过 --outscale 进行任意尺度缩放(它实际上使用 LANCZOS4 进一步调整输出大小)。添加 RealESRGAN_x2plus.pth 模型。
  • 推理代码 支持:1) tile(瓦片)选项;2) 带有 alpha channel(透明通道)的图像;3) gray(灰度)图像;4) 16-bit(16 位)图像。
  • ✅ 训练代码已发布。详细指南可在 Training.md 中找到。

👀 演示视频

Bilibili

YouTube

🔧 依赖项与安装

安装

  1. 克隆仓库

    git clone https://github.com/xinntao/Real-ESRGAN.git
    cd Real-ESRGAN
    
  2. 安装依赖包

    # Install basicsr - https://github.com/xinntao/BasicSR
    # We use BasicSR for both training and inference
    pip install basicsr
    # facexlib and gfpgan are for face enhancement
    pip install facexlib
    pip install gfpgan
    pip install -r requirements.txt
    python setup.py develop
    

⚡ 快速推理

通常有三种方式对 Real-ESRGAN 进行推理。

  1. 在线推理
  2. 便携式可执行文件 (NCNN)
  3. Python 脚本

在线推理

  1. 您可以在我们的网站上尝试:ARC Demo(目前仅支持 RealESRGAN_x4plus_anime_6B)
  2. Colab Demo 用于 Real-ESRGAN | Colab Demo 用于 Real-ESRGAN(anime videos)。

便携式可执行文件 (NCNN)

您可以下载 Windows / Linux / MacOS 适用于 Intel/AMD/Nvidia GPU 的可执行文件

此可执行文件是便携的,包含所有所需的二进制文件和模型。无需 CUDA 或 PyTorch 环境。

您可以直接运行以下命令(Windows 示例,更多信息在各可执行文件的 README.md 中):

./realesrgan-ncnn-vulkan.exe -i input.jpg -o output.png -n model_name

我们提供了五个模型:

  1. realesrgan-x4plus (默认)
  2. realesrnet-x4plus
  3. realesrgan-x4plus-anime(针对动漫图像优化,模型体积小)
  4. realesr-animevideov3(动画视频)

您可以使用 -n 参数选择其他模型,例如,./realesrgan-ncnn-vulkan.exe -i input.jpg -o output.png -n realesrnet-x4plus

便携式可执行文件的使用

  1. 请参考 Real-ESRGAN-ncnn-vulkan 了解更多详情。
  2. 请注意,它不支持 python 脚本 inference_realesrgan.py 的所有功能(如 outscale)。
Usage: realesrgan-ncnn-vulkan.exe -i infile -o outfile [options]...

  -h                   show this help
  -i input-path        input image path (jpg/png/webp) or directory
  -o output-path       output image path (jpg/png/webp) or directory
  -s scale             upscale ratio (can be 2, 3, 4. default=4)
  -t tile-size         tile size (>=32/0=auto, default=0) can be 0,0,0 for multi-gpu
  -m model-path        folder path to the pre-trained models. default=models
  -n model-name        model name (default=realesr-animevideov3, can be realesr-animevideov3 | realesrgan-x4plus | realesrgan-x4plus-anime | realesrnet-x4plus)
  -g gpu-id            gpu device to use (default=auto) can be 0,1,2 for multi-gpu
  -j load:proc:save    thread count for load/proc/save (default=1:2:2) can be 1:2,2,2:2 for multi-gpu
  -x                   enable tta mode"
  -f format            output image format (jpg/png/webp, default=ext/png)
  -v                   verbose output

请注意,它可能会引入块不一致性(并且生成的结果与 PyTorch 实现略有不同),因为此可执行文件首先将输入图像裁剪为多个瓦片,然后分别处理它们,最后拼接在一起。

Python 脚本

Python 脚本用法

  1. 您可以使用 X4 模型配合 outscale 参数实现任意输出尺寸。程序将在 Real-ESRGAN 输出后进一步执行轻量级缩放操作。
Usage: python inference_realesrgan.py -n RealESRGAN_x4plus -i infile -o outfile [options]...

A common command: python inference_realesrgan.py -n RealESRGAN_x4plus -i infile --outscale 3.5 --face_enhance

  -h                   show this help
  -i --input           Input image or folder. Default: inputs
  -o --output          Output folder. Default: results
  -n --model_name      Model name. Default: RealESRGAN_x4plus
  -s, --outscale       The final upsampling scale of the image. Default: 4
  --suffix             Suffix of the restored image. Default: out
  -t, --tile           Tile size, 0 for no tile during testing. Default: 0
  --face_enhance       Whether to use GFPGAN to enhance face. Default: False
  --fp32               Use fp32 precision during inference. Default: fp16 (half precision).
  --ext                Image extension. Options: auto | jpg | png, auto means using the same extension as inputs. Default: auto

通用图像推理

下载预训练模型:RealESRGAN_x4plus.pth

wget https://github.com/xinntao/Real-ESRGAN/releases/download/v0.1.0/RealESRGAN_x4plus.pth -P weights

开始推理!

python inference_realesrgan.py -n RealESRGAN_x4plus -i inputs --face_enhance

结果位于 results 文件夹中

动漫图像推理

预训练模型:RealESRGAN_x4plus_anime_6B
更多详情以及与 waifu2x 的对比请参见 anime_model.md

# download model
wget https://github.com/xinntao/Real-ESRGAN/releases/download/v0.2.2.4/RealESRGAN_x4plus_anime_6B.pth -P weights
# inference
python inference_realesrgan.py -n RealESRGAN_x4plus_anime_6B -i inputs

结果位于 results 文件夹中


BibTeX

@InProceedings{wang2021realesrgan,
    author    = {Xintao Wang and Liangbin Xie and Chao Dong and Ying Shan},
    title     = {Real-ESRGAN: Training Real-World Blind Super-Resolution with Pure Synthetic Data},
    booktitle = {International Conference on Computer Vision Workshops (ICCVW)},
    date      = {2021}
}

📧 联系方式

如果您有任何问题,请发送邮件至 xintao.wang@outlook.comxintaowang@tencent.com

🧩 使用 Real-ESRGAN 的项目

如果您在项目中开发或使用了 Real-ESRGAN,欢迎告知我。

    图形用户界面 (GUI)

🤗 致谢

感谢所有贡献者。

版本历史

v0.3.02022/09/20
v0.2.5.02022/04/24
v0.2.4.02022/02/15
v0.2.3.02021/12/12
v0.2.2.42021/08/31
v0.2.2.32021/08/26
v0.2.12021/08/08
v0.1.22021/07/31
v0.1.12021/07/25
v0.1.02021/07/22

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