AnyBokeh: Edição de Bokeh de Qualquer para Qualquer Guiada por Física com Transferência de Impressão Digital Óptica

Resumo

O controle de profundidade de campo é uma ferramenta fundamental na fotografia, mas a edição de bokeh após a captura a partir de uma única imagem ainda é desafiadora. Um editor prático deve lidar com imagens capturadas sob configurações arbitrárias de foco e abertura. Métodos existentes geralmente assumem uma imagem totalmente em foco como entrada, ou primeiro recuperam uma imagem totalmente em foco antes de renderizar novo bokeh. Essas abordagens podem descartar sinais úteis de desfoque da imagem original e propagar artefatos de reconstrução para a edição final. Apresentamos o AnyBokeh, uma framework guiada por física para edição de bokeh any-to-any. Em vez de tratar o desfoque da fonte meramente como uma degradação a ser removida, o AnyBokeh estima o estado de desfoque da fonte com um mapa de círculo de confusão sinalizado e um mapa de disparidade. Ao modelar a relação linear entre o círculo de confusão sinalizado e a diferença de disparidade, o AnyBokeh estima uma impressão digital óptica específica da fonte e transfere as características ópticas da fonte para a configuração desejada de foco e abertura. Um editor generativo condicionado aos mapas de círculo de confusão da fonte e do alvo realiza síntese de desfoque relativo, permitindo desborramento adaptativo espacialmente, preservação e renderização de desfoque. Para apoiar aprendizado supervisionado por física, construímos ainda um conjunto de dados sintético de alta fidelidade com profundidade precisa, distância de foco e metadados EXIF completos. Experimentos em benchmarks do mundo real mostram que o AnyBokeh alcança edição fiel e controlável em edição de bokeh any-to-any, renderização de totalmente em foco para bokeh e desborramento de desfoque, evitando a reconstrução de totalmente em foco e a calibração em nível de bokeh no momento do teste comumente exigidas por abordagens existentes. O código e o dataset estarão disponíveis em https://github.com/itsmag11/AnyBokeh.

English

Depth-of-field control is a fundamental tool in photography, yet post-capture bokeh editing from a single image remains challenging. A practical editor should handle images captured under arbitrary focus and aperture settings. Existing methods typically assume an all-in-focus input, or first recover an all-in-focus image before rendering new bokeh. Such pipelines can discard useful blur cues from the source image and propagate reconstruction artifacts into the final edit. We introduce AnyBokeh, a physics-guided framework for any-to-any bokeh editing. Instead of treating source blur merely as a degradation to be removed, AnyBokeh estimates the source blur state with a signed circle-of-confusion map and a disparity map. By modeling the linear relation between signed circle of confusion and disparity difference, AnyBokeh estimates a source-specific optical fingerprint and transfers the source optical characteristics to the desired focus and aperture setting. A generative editor conditioned on both source and target circle-of-confusion maps then performs relative blur synthesis, enabling spatially adaptive deblurring, preservation, and defocus rendering. To support physically supervised learning, we further construct a high-fidelity synthetic dataset with accurate depth, focus distance, and full EXIF metadata. Experiments on real-world benchmarks show that AnyBokeh achieves faithful and controllable editing across any-to-any bokeh editing, all-in-focus-to-bokeh rendering, and defocus deblurring, while avoiding all-in-focus reconstruction and test-time bokeh-level calibration commonly required by existing approaches. The code and dataset will be available at https://github.com/itsmag11/AnyBokeh.