摘要

在极低光照条件下进行成像极具挑战性，主要原因是光子数量极少。目前，借助高灵敏度的CMOS相机，已可实现月光照明（照度约为0.05–0.3勒克斯）下的夜间视频拍摄。本文首次实现了在星光照明条件下（无月光，照度低于0.001勒克斯）的逼真视频成像。为实现这一目标，我们提出了一种经GAN（生成对抗网络）优化的物理驱动型噪声模型，能够更精确地表征极低光照条件下的相机噪声。基于该噪声模型，我们结合模拟的噪声视频片段与真实的噪声静态图像，训练了一种视频去噪算法。我们采集了一组帧率在5–10 fps之间的视频数据集，其中包含显著运动，拍摄环境照度约为0.6–0.7毫勒克斯，且未使用任何主动光源。与现有方法相比，本方法在最低光照条件下显著提升了视频质量，首次实现了星光环境下逼真视频去噪，具有重要的技术突破意义。