Araştırma Makalesi

Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder

Cilt: 15 Sayı: 3 29 Eylül 2025
PDF İndir
EN TR

Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder

Öz

High Dynamic Range (HDR) imaging enables the representation of details in both bright and dark areas of a scene, aligning closely with human visual perception. Traditional multi-exposure HDR methods face challenges such as ghosting, hardware dependency, and high processing costs. This study adopts a baseline model that synthesizes multi-exposure representations from a single SDR image using a U-Net-like autoencoder, which is enhanced by integrating five distinct attention mechanisms: Spatial, Channel, Bottleneck, Squeeze-and-Excitation and Self Attention. Each attention module is individually embedded into the encoder and decoder layers to form separate model variants, all trained independently on the DrTMO dataset. Quantitative evaluations based on SSIM, PSNR, and LPIPS demonstrate that the Spatial Attention variant delivers the best performance across all metrics. The results highlight that incorporating attention mechanisms into autoencoder-based HDR reconstruction architectures significantly enhances both structural fidelity and perceptual image quality, making them promising for efficient single-image HDR synthesis.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Bu çalışma herhangi bir kurum ya da kuruluş tarafından maddi olarak desteklenmemiştir.

Etik Beyan

Bu çalışmada etik kurul izni gerektiren bir deney, anket, insan ya da hayvan deneyi yapılmamıştır. Makalede kullanılan tüm veriler kamuya açık kaynaklardan temin edilmiş olup, herhangi bir özel ya da kişisel veri kullanılmamıştır. Yazar(lar), çalışmanın tüm akademik ve etik kurallara uygun olarak hazırlandığını, intihal, sahtecilik, çarpıtma, tekrar yayın, dilimleme, haksız yazarlık ve benzeri etik dışı davranışlarda bulunulmadığını beyan eder. Çalışmaya katkı sağlayan tüm yazarlar, makale içeriğini onaylamış ve gönderim süreci hakkında bilgilendirilmiştir. Herhangi bir çıkar çatışması bulunmamaktadır.

Kaynakça

  1. [1] P.-H. Le, Q. Le, R. Nguyen, and B.-S. Hua, “Single-image HDR reconstruction by multi-exposure generation,” in Proc. IEEE/CVF Winter Conf. Appl. Comput. Vis. (WACV), 2023, pp. 4063–4072.
  2. [2] Z. Liu, Y. Wang, B. Zeng, and S. Liu, “Ghost-free high dynamic range imaging with context-aware transformer,” in Proc. Eur. Conf. Comput. Vis. (ECCV), Cham, Switzerland: Springer, Oct. 2022, pp. 344–360.
  3. [3] Y.-L. Liu, W.-S. Lai, Y.-S. Chen, Y.-L. Kao, M.-H. Yang, Y.-Y. Chuang, and J.-B. Huang, “Single-image HDR reconstruction by learning to reverse the camera pipeline,” in Proc. IEEE/CVF Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. (CVPR), 2020, pp. 1651–1660.
  4. [4] X. Chen, Y. Liu, Z. Zhang, Y. Qiao, and C. Dong, “HDRUNet: Single image HDR reconstruction with denoising and dequantization,” in Proc. IEEE/CVF Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. (CVPR), 2021, pp. 354–363. [5] K.-Y. Chen and J.-J. Leou, “Low light image enhancement using autoencoder-based deep neural networks,” in Image Processing, Computer Vision, and Pattern Recognition and Information and Knowledge Engineering, Las Vegas, NV, USA: Springer, 2025, pp. 73–84. doi: 10.1007/978-3-031-85933-5_6.
  5. [6] A. Sharif, S. M. Naqvi, M. Biswas, and S. Kim, “A two-stage deep network for high dynamic range image reconstruction,” in Proc. IEEE/CVF Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. (CVPR), 2021, pp. 550–559.
  6. [7] S. Zheng, J. Lu, H. Zhao, X. Zhu, Z. Luo, Y. Wang, et al., “Rethinking semantic segmentation from a sequence-to-sequence perspective with transformers,” in Proc. IEEE/CVF Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. (CVPR), 2021, pp. 6881–6890.
  7. [8] Q. Yan, T. Hu, G. Chen, W. Dong, and Y. Zhang, “Boosting HDR image reconstruction via semantic knowledge transfer,” arXiv preprint arXiv:2503.15361, 2025.
  8. [9] J. Ma and H. Zhang, “HDR-DANet: Single HDR image reconstruction via dual attention,” Multimedia Syst., vol. 31, no. 1, pp. 1–12, 2025.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Elektrik Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

29 Eylül 2025

Gönderilme Tarihi

5 Mayıs 2025

Kabul Tarihi

8 Temmuz 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 15 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA
Renk, C., & Çiftçi, S. (2025). Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder. EMO Bilimsel Dergi, 15(3), 45-54. https://izlik.org/JA23XF96AF
AMA
1.Renk C, Çiftçi S. Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder. EMO Bilimsel Dergi. 2025;15(3):45-54. https://izlik.org/JA23XF96AF
Chicago
Renk, Cevher, ve Serdar Çiftçi. 2025. “Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder”. EMO Bilimsel Dergi 15 (3): 45-54. https://izlik.org/JA23XF96AF.
EndNote
Renk C, Çiftçi S (01 Eylül 2025) Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder. EMO Bilimsel Dergi 15 3 45–54.
IEEE
[1]C. Renk ve S. Çiftçi, “Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder”, EMO Bilimsel Dergi, c. 15, sy 3, ss. 45–54, Eyl. 2025, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA23XF96AF
ISNAD
Renk, Cevher - Çiftçi, Serdar. “Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder”. EMO Bilimsel Dergi 15/3 (01 Eylül 2025): 45-54. https://izlik.org/JA23XF96AF.
JAMA
1.Renk C, Çiftçi S. Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder. EMO Bilimsel Dergi. 2025;15:45–54.
MLA
Renk, Cevher, ve Serdar Çiftçi. “Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder”. EMO Bilimsel Dergi, c. 15, sy 3, Eylül 2025, ss. 45-54, https://izlik.org/JA23XF96AF.
Vancouver
1.Cevher Renk, Serdar Çiftçi. Single-Image HDR Reconstruction with Attention-Driven Autoencoder. EMO Bilimsel Dergi [Internet]. 01 Eylül 2025;15(3):45-54. Erişim adresi: https://izlik.org/JA23XF96AF

EMO BİLİMSEL DERGİ
Elektrik, Elektronik, Bilgisayar, Biyomedikal, Kontrol Mühendisliği Bilimsel Hakemli Dergisi
TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 
IHLAMUR SOKAK NO:10 KIZILAY/ANKARA
TEL: +90 (312) 425 32 72 (PBX) - FAKS: +90 (312) 417 38 18
bilimseldergi@emo.org.tr