生成的对抗网络（GANS）最近引入了执行图像到图像翻译的有效方法。这些模型可以应用于图像到图像到图像转换中的各种域而不改变任何参数。在本文中，我们调查并分析了八个图像到图像生成的对策网络：PIX2PX，Cyclegan，Cogan，Stargan，Munit，Stargan2，Da-Gan，以及自我关注GaN。这些模型中的每一个都呈现了最先进的结果，并引入了构建图像到图像的新技术。除了对模型的调查外，我们还调查了他们接受培训的18个数据集，并在其上进行了评估的9个指标。最后，我们在常见的一组指标和数据集中呈现6种这些模型的受控实验的结果。结果混合并显示，在某些数据集，任务和指标上，某些型号优于其他型号。本文的最后一部分讨论了这些结果并建立了未来研究领域。由于研究人员继续创新新的图像到图像GAN，因此他们非常重要地了解现有方法，数据集和指标。本文提供了全面的概述和讨论，以帮助构建此基础。

Unsupervised image-to-image translation is an important and challenging problem in computer vision. Given an image in the source domain, the goal is to learn the conditional distribution of corresponding images in the target domain, without seeing any examples of corresponding image pairs. While this conditional distribution is inherently multimodal, existing approaches make an overly simplified assumption, modeling it as a deterministic one-to-one mapping. As a result, they fail to generate diverse outputs from a given source domain image. To address this limitation, we propose a Multimodal Unsupervised Image-to-image Translation (MUNIT) framework. We assume that the image representation can be decomposed into a content code that is domain-invariant, and a style code that captures domain-specific properties. To translate an image to another domain, we recombine its content code with a random style code sampled from the style space of the target domain. We analyze the proposed framework and establish several theoretical results. Extensive experiments with comparisons to state-of-the-art approaches further demonstrate the advantage of the proposed framework. Moreover, our framework allows users to control the style of translation outputs by providing an example style image. Code and pretrained models are available at https://github.com/nvlabs/MUNIT.

尽管具有生成对抗网络（GAN）的图像到图像（I2I）翻译的显着进步，但使用单对生成器和歧视器将图像有效地转换为多个目标域中的一组不同图像仍然具有挑战性。现有的I2i翻译方法采用多个针对不同域的特定于域的内容编码，其中每个特定于域的内容编码器仅经过来自同一域的图像的训练。然而，我们认为应从所有域之间的图像中学到内容（域变相）特征。因此，现有方案的每个特定于域的内容编码器都无法有效提取域不变特征。为了解决这个问题，我们提出了一个灵活而通用的Sologan模型，用于在多个域之间具有未配对数据的多模式I2I翻译。与现有方法相反，Solgan算法使用具有附加辅助分类器的单个投影鉴别器，并为所有域共享编码器和生成器。因此，可以使用来自所有域的图像有效地训练Solgan，从而可以有效提取域 - 不变性内容表示。在多个数据集中，针对多个同行和sologan的变体的定性和定量结果证明了该方法的优点，尤其是对于挑战i2i翻译数据集的挑战，即涉及极端形状变化的数据集或在翻译后保持复杂的背景，需要保持复杂的背景。此外，我们通过消融研究证明了Sogan中每个成分的贡献。

Figure 1. Multi-domain image-to-image translation results on the CelebA dataset via transferring knowledge learned from the RaFD dataset. The first and sixth columns show input images while the remaining columns are images generated by StarGAN. Note that the images are generated by a single generator network, and facial expression labels such as angry, happy, and fearful are from RaFD, not CelebA.

Many image-to-image translation problems are ambiguous, as a single input image may correspond to multiple possible outputs. In this work, we aim to model a distribution of possible outputs in a conditional generative modeling setting. The ambiguity of the mapping is distilled in a low-dimensional latent vector, which can be randomly sampled at test time. A generator learns to map the given input, combined with this latent code, to the output. We explicitly encourage the connection between output and the latent code to be invertible. This helps prevent a many-to-one mapping from the latent code to the output during training, also known as the problem of mode collapse, and produces more diverse results. We explore several variants of this approach by employing different training objectives, network architectures, and methods of injecting the latent code. Our proposed method encourages bijective consistency between the latent encoding and output modes. We present a systematic comparison of our method and other variants on both perceptual realism and diversity.

本文的目标是对面部素描合成（FSS）问题进行全面的研究。然而，由于获得了手绘草图数据集的高成本，因此缺乏完整的基准，用于评估过去十年的FSS算法的开发。因此，我们首先向FSS引入高质量的数据集，名为FS2K，其中包括2,104个图像素描对，跨越三种类型的草图样式，图像背景，照明条件，肤色和面部属性。 FS2K与以前的FSS数据集不同于难度，多样性和可扩展性，因此应促进FSS研究的进展。其次，我们通过调查139种古典方法，包括34个手工特征的面部素描合成方法，37个一般的神经式传输方法，43个深映像到图像翻译方法，以及35个图像 - 素描方法。此外，我们详细说明了现有的19个尖端模型的综合实验。第三，我们为FSS提供了一个简单的基准，名为FSGAN。只有两个直截了当的组件，即面部感知屏蔽和风格矢量扩展，FSGAN将超越所提出的FS2K数据集的所有先前最先进模型的性能，通过大边距。最后，我们在过去几年中汲取的经验教训，并指出了几个未解决的挑战。我们的开源代码可在https://github.com/dengpingfan/fsgan中获得。

Unsupervised image-to-image translation aims at learning a joint distribution of images in different domains by using images from the marginal distributions in individual domains. Since there exists an infinite set of joint distributions that can arrive the given marginal distributions, one could infer nothing about the joint distribution from the marginal distributions without additional assumptions. To address the problem, we make a shared-latent space assumption and propose an unsupervised image-to-image translation framework based on Coupled GANs. We compare the proposed framework with competing approaches and present high quality image translation results on various challenging unsupervised image translation tasks, including street scene image translation, animal image translation, and face image translation. We also apply the proposed framework to domain adaptation and achieve state-of-the-art performance on benchmark datasets. Code and additional results are available in https://github.com/mingyuliutw/unit.

交换自动编码器在深层图像操纵和图像到图像翻译中实现了最先进的性能。我们通过基于梯度逆转层引入简单而有效的辅助模块来改善这项工作。辅助模块的损失迫使发电机学会使用全零纹理代码重建图像，从而鼓励结构和纹理信息之间更好地分解。提出的基于属性的转移方法可以在样式传输中进行精致的控制，同时在不使用语义掩码的情况下保留结构信息。为了操纵图像，我们将对象的几何形状和输入图像的一般样式编码为两个潜在代码，并具有实施结构一致性的附加约束。此外，由于辅助损失，训练时间大大减少。提出的模型的优越性在复杂的域中得到了证明，例如已知最先进的卫星图像。最后，我们表明我们的模型改善了广泛的数据集的质量指标，同时通过多模式图像生成技术实现了可比的结果。

使用生成对抗网络（GAN）生成的面孔已经达到了前所未有的现实主义。这些面孔，也称为“深色伪造”，看起来像是逼真的照片，几乎没有像素级扭曲。尽管某些工作使能够培训模型，从而导致该主题的特定属性，但尚未完全探索基于自然语言描述的面部图像。对于安全和刑事识别，提供基于GAN的系统的能力像素描艺术家一样有用。在本文中，我们提出了一种新颖的方法，可以从语义文本描述中生成面部图像。学习的模型具有文本描述和面部类型的轮廓，该模型用于绘制功能。我们的模型是使用仿射组合模块（ACM）机制训练的，以使用自发动矩阵结合伯特和甘恩潜在空间的文本。这避免了由于“注意力”不足而导致的功能丧失，如果简单地将文本嵌入和潜在矢量串联，这可能会发生。我们的方法能够生成非常准确地与面部面部的详尽文本描述相符的图像，并具有许多细节的脸部特征，并有助于生成更好的图像。如果提供了其他文本描述或句子，则提出的方法还能够对先前生成的图像进行增量更改。

由于简单但有效的训练机制和出色的图像产生质量，生成的对抗网络（GAN）引起了极大的关注。具有生成照片现实的高分辨率（例如$ 1024 \ times1024 $）的能力，最近的GAN模型已大大缩小了生成的图像与真实图像之间的差距。因此，许多最近的作品表明，通过利用良好的潜在空间和博学的gan先验来利用预先训练的GAN模型的新兴兴趣。在本文中，我们简要回顾了从三个方面利用预先培训的大规模GAN模型的最新进展，即1）大规模生成对抗网络的培训，2）探索和理解预训练的GAN模型，以及预先培训的GAN模型，以及3）利用这些模型进行后续任务，例如图像恢复和编辑。有关相关方法和存储库的更多信息，请访问https://github.com/csmliu/pretretaining-gans。

图像生成在学术界和工业领域提出了巨大的关注，特别是对于有条件和目标导向的图像生成，例如犯罪肖像和时装设计。虽然目前的研究已经沿着这个方向实现了初步结果，但它们总是将课堂标签集中在阶级标签中作为空间内容从潜伏向量随机产生的条件。边缘细节通常模糊，因为空间信息难以保持。鉴于此，我们提出了一种新型的空间受限的生成对抗网络（SCAGAN），其从潜伏向量中分离出空间约束，并使这些约束可行作为额外的可控信号。为了增强空间可控性，发电机网络专门设计用于逐步采用语义分割，潜在的传染媒介和属性级标签作为输入。此外，构造分段网络以对发电机施加空间约束。在实验上，我们在Celeba和Deepfashion数据集中提供视觉和定量结果，并证明所提出的Scang在控制空间内容以及产生高质量图像方面非常有效。

最近关于多领域面部图像翻译的研究取得了令人印象深刻的结果。现有方法通常提供具有辅助分类器的鉴别器，以施加域转换。但是，这些方法忽略了关于域分布匹配的重要信息。为了解决这个问题，我们提出了一种与更自适应的鉴别器结构和匹配的发电机具有更自适应的鉴别器结构和匹配的发电机之间的开关生成的对抗网络（SwitchGan），以在多个域之间执行精密图像转换。提出了一种特征切换操作以在我们的条件模块中实现特征选择和融合。我们展示了我们模型的有效性。此外，我们还引入了发电机的新功能，该功能代表了属性强度控制，并在没有定制培训的情况下提取内容信息。在视觉上和定量地显示了Morph，RAFD和Celeba数据库的实验，表明我们扩展的SwitchGan（即，门控SwitchGan）可以实现比Stargan，Attgan和Staggan更好的翻译结果。使用培训的Reset-18模型实现的属性分类准确性和使用ImageNet预先预订的Inception-V3模型获得的FIC分数也定量展示了模型的卓越性能。

语义引导的条件生成的对抗网络（CGANS）已成为近年来面对面编辑的流行方法。然而，大多数现有方法将语义掩模引入发电机的直接条件输入，并且通常需要目标掩模在RGB空间中执行相应的转换。我们提出Secgan，一种新的标签引导，用于利用语义信息编辑面部图像，无需指定目标语义掩模。在培训期间，Secgan有两个发电机分支机构和鉴别者并行运行，有一个训练，用于翻译RGB图像和另一个用于语义面具。要以互利的方式桥接两个分支机构，我们介绍了一个语义一致性损失，限制了两个分支以具有一致的语义输出。虽然在训练期间需要两个分支机构，但RGB分支是我们的主要网络，并且不需要语义分支。我们的结果在Celeba和Celeba-HQ上表明，我们的方法能够以更准确的属性生成面部图像，在目标属性识别率方面表现出竞争性基线，同时维持自我监督的FR \ {E} CHET Inception等质量指标距离和成立得分。

生成的对抗网络（GANS）已经促进了解决图像到图像转换问题的新方向。不同的GANS在目标函数中使用具有不同损耗的发电机和鉴别器网络。仍然存在差距来填补所生成的图像的质量并靠近地面真理图像。在这项工作中，我们介绍了一个名为循环辨别生成的对抗网络（CDGAN）的新的图像到图像转换网络，填补了上述空白。除了加速本的原始架构之外，所提出的CDGAN通过结合循环图像的附加鉴别器网络来产生高质量和更现实的图像。所提出的CDGAN在三个图像到图像转换数据集上进行测试。分析了定量和定性结果，并与最先进的方法进行了比较。在三个基线图像到图像转换数据集中，所提出的CDGAN方法优于最先进的方法。该代码可在https://github.com/kishankancharagunta/cdgan获得。

建筑摄影是一种摄影类型，重点是捕获前景中带有戏剧性照明的建筑物或结构。受图像到图像翻译方法的成功启发，我们旨在为建筑照片执行风格转移。但是，建筑摄影中的特殊构图对这类照片中的样式转移构成了巨大挑战。现有的神经风格转移方法将建筑图像视为单个实体，它将产生与原始建筑的几何特征，产生不切实际的照明，错误的颜色演绎以及可视化伪影，例如幽灵，外观失真或颜色不匹配。在本文中，我们专门针对建筑摄影的神经风格转移方法。我们的方法解决了两个分支神经网络中建筑照片中前景和背景的组成，该神经网络分别考虑了前景和背景的样式转移。我们的方法包括一个分割模块，基于学习的图像到图像翻译模块和图像混合优化模块。我们使用了一天中不同的魔术时代捕获的不受限制的户外建筑照片的新数据集培训了图像到图像的翻译神经网络，利用其他语义信息，以更好地匹配和几何形状保存。我们的实验表明，我们的方法可以在前景和背景上产生逼真的照明和颜色演绎，并且在定量和定性上都优于一般图像到图像转换和任意样式转移基线。我们的代码和数据可在https://github.com/hkust-vgd/architectural_style_transfer上获得。

我们提出了一种具有多个鉴别器的生成的对抗性网络，其中每个鉴别者都专门用于区分真实数据集的子集。这种方法有助于学习与底层数据分布重合的发电机，从而减轻慢性模式崩溃问题。从多项选择学习的灵感来看，我们引导每个判别者在整个数据的子集中具有专业知识，并允许发电机在没有监督训练示例和鉴别者的数量的情况下自动找到潜伏和真实数据空间之间的合理对应关系。尽管使用多种鉴别器，但骨干网络在鉴别器中共享，并且培训成本的增加最小化。我们使用多个评估指标展示了我们算法在标准数据集中的有效性。

Our goal with this survey is to provide an overview of the state of the art deep learning technologies for face generation and editing. We will cover popular latest architectures and discuss key ideas that make them work, such as inversion, latent representation, loss functions, training procedures, editing methods, and cross domain style transfer. We particularly focus on GAN-based architectures that have culminated in the StyleGAN approaches, which allow generation of high-quality face images and offer rich interfaces for controllable semantics editing and preserving photo quality. We aim to provide an entry point into the field for readers that have basic knowledge about the field of deep learning and are looking for an accessible introduction and overview.