尽管在面部识别方面取得了重大进展（FR），但由于半约束训练数据集和无约束的测试方案之间的域间隙，在不受约束的环境中FR仍然具有挑战性。为了解决此问题，我们提出了一个可控的面部合成模型（CFSM），该模型可以模仿样式潜在空间中目标数据集的分布。CFSM在样式潜在空间中学习了一个线性子空间，并具有对综合多样性和程度的精确控制。此外，预先训练的合成模型可以由FR模型指导，从而使所得图像对FR模型训练更有益。此外，目标数据集分布的特征是学到的正交碱基，可以用来测量面部数据集之间的分布相似性。我们的方法在不受约束的基准测试中获得了显着的性能提高，例如IJB-B，IJB-C，TinyFace和IJB-S（+5.76％rank1）。

横梁面部识别（CFR）旨在识别个体，其中比较面部图像源自不同的感测模式，例如红外与可见的。虽然CFR由于与模态差距相关的面部外观的显着变化，但CFR具有比经典的面部识别更具挑战性，但它在具有有限或挑战的照明的场景中，以及在呈现攻击的情况下，它是优越的。与卷积神经网络（CNNS）相关的人工智能最近的进展使CFR的显着性能提高了。由此激励，这项调查的贡献是三倍。我们提供CFR的概述，目标是通过首先正式化CFR然后呈现具体相关的应用来比较不同光谱中捕获的面部图像。其次，我们探索合适的谱带进行识别和讨论最近的CFR方法，重点放在神经网络上。特别是，我们提出了提取和比较异构特征以及数据集的重新访问技术。我们枚举不同光谱和相关算法的优势和局限性。最后，我们讨论了研究挑战和未来的研究线。

异质的面部识别（HFR）旨在匹配不同域（例如，可见到近红外图像）的面孔，该面孔已被广泛应用于身份验证和取证方案。但是，HFR是一个具有挑战性的问题，因为跨域差异很大，异质数据对有限和面部属性变化很大。为了应对这些挑战，我们从异质数据增强的角度提出了一种新的HFR方法，该方法称为面部合成，具有身份 - 属性分解（FSIAD）。首先，身份属性分解（IAD）将图像截取到与身份相关的表示和与身份无关的表示（称为属性）中，然后降低身份和属性之间的相关性。其次，我们设计了一个面部合成模块（FSM），以生成大量具有分离的身份和属性的随机组合的图像，以丰富合成图像的属性多样性。原始图像和合成图像均被用于训练HFR网络，以应对挑战并提高HFR的性能。在五个HFR数据库上进行的广泛实验验证了FSIAD的性能比以前的HFR方法更高。特别是，FSIAD以vr@far = 0.01%在LAMP-HQ上获得了4.8％的改善，这是迄今为止最大的HFR数据库。

随着近期神经网络的成功，对人脸识别取得了显着进展。然而，收集面部识别的大规模现实世界培训数据已经挑战，特别是由于标签噪音和隐私问题。同时，通常从网络图像收集现有的面部识别数据集，缺乏关于属性的详细注释（例如，姿势和表达），因此对面部识别的不同属性的影响已经很差。在本文中，我们使用合成面部图像，即Synface来解决面部识别中的上述问题。具体而言，我们首先探讨用合成和真实面部图像训练的最近最先进的人脸识别模型之间的性能差距。然后，我们分析了性能差距背后的潜在原因，例如，较差的阶级变化和合成和真实面部图像之间的域间隙。灵感来自于此，我们使用身份混合（IM）和域混合（DM）设计了SYNFACE，以减轻上述性能差距，展示了对面部识别的综合数据的巨大潜力。此外，利用可控的面部合成模型，我们可以容易地管理合成面代的不同因素，包括姿势，表达，照明，身份的数量和每个身份的样本。因此，我们还对综合性面部图像进行系统实证分析，以提供一些关于如何有效利用综合数据进行人脸识别的见解。

深度神经网络在人类分析中已经普遍存在，增强了应用的性能，例如生物识别识别，动作识别以及人重新识别。但是，此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中，对大规模数据集的需求构成了严重的挑战，因为数据收集乏味，廉价，昂贵，并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成，作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法，在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查，总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后，我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。

Recent years witnessed the breakthrough of face recognition with deep convolutional neural networks. Dozens of papers in the field of FR are published every year. Some of them were applied in the industrial community and played an important role in human life such as device unlock, mobile payment, and so on. This paper provides an introduction to face recognition, including its history, pipeline, algorithms based on conventional manually designed features or deep learning, mainstream training, evaluation datasets, and related applications. We have analyzed and compared state-of-the-art works as many as possible, and also carefully designed a set of experiments to find the effect of backbone size and data distribution. This survey is a material of the tutorial named The Practical Face Recognition Technology in the Industrial World in the FG2023.

由于其语义上的理解和用户友好的可控性，通过三维引导，通过三维引导的面部图像操纵已广泛应用于各种交互式场景。然而，现有的基于3D形式模型的操作方法不可直接适用于域名面，例如非黑色素化绘画，卡通肖像，甚至是动物，主要是由于构建每个模型的强大困难具体面部域。为了克服这一挑战，据我们所知，我们建议使用人为3DMM操纵任意域名的第一种方法。这是通过两个主要步骤实现的：1）从3DMM参数解开映射到潜在的STYLEGO2的潜在空间嵌入，可确保每个语义属性的解除响应和精确的控制; 2）通过实施一致的潜空间嵌入，桥接域差异并使人类3DMM适用于域外面的人类3DMM。实验和比较展示了我们高质量的语义操作方法在各种面部域中的优越性，所有主要3D面部属性可控姿势，表达，形状，反照镜和照明。此外，我们开发了直观的编辑界面，以支持用户友好的控制和即时反馈。我们的项目页面是https://cassiepython.github.io/cddfm3d/index.html

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.

Face Restoration (FR) aims to restore High-Quality (HQ) faces from Low-Quality (LQ) input images, which is a domain-specific image restoration problem in the low-level computer vision area. The early face restoration methods mainly use statistic priors and degradation models, which are difficult to meet the requirements of real-world applications in practice. In recent years, face restoration has witnessed great progress after stepping into the deep learning era. However, there are few works to study deep learning-based face restoration methods systematically. Thus, this paper comprehensively surveys recent advances in deep learning techniques for face restoration. Specifically, we first summarize different problem formulations and analyze the characteristic of the face image. Second, we discuss the challenges of face restoration. Concerning these challenges, we present a comprehensive review of existing FR methods, including prior based methods and deep learning-based methods. Then, we explore developed techniques in the task of FR covering network architectures, loss functions, and benchmark datasets. We also conduct a systematic benchmark evaluation on representative methods. Finally, we discuss future directions, including network designs, metrics, benchmark datasets, applications,etc. We also provide an open-source repository for all the discussed methods, which is available at https://github.com/TaoWangzj/Awesome-Face-Restoration.

由于生成对抗网络（GAN）的突破，3D可控制的肖像合成已大大提高。但是，用精确的3D控制操纵现有的面部图像仍然具有挑战性。虽然连接gan倒置和3D感知，但噪声到图像是一种直接的解决方案，但它效率低下，可能导致编辑质量明显下降。为了填补这一空白，我们提出了3D-FM GAN，这是一个专门为3D可控制的面部操作设计的新型有条件GAN框架，并且在端到端学习阶段后不需要任何调整。通过小心地编码输入面图像和3D编辑的基于物理的渲染，我们的图像生成器提供了高质量，具有身份的3D控制面部操纵。为了有效地学习这种新颖的框架，我们制定了两种基本的训练策略和一种新颖的乘法共同调制体系结构，可在天真的方案上显着改善。通过广泛的评估，我们表明我们的方法在各种任务上的表现优于先前的艺术，具有更好的编辑性，更强的身份保存和更高的照片真实性。此外，我们在大型姿势编辑和室外图像上展示了设计更好的概括性。

通过大规模数据实现具有面部识别的高度安全的应用程序（如边境交叉路）需要广泛的生物识别性能测试。然而，使用真实面部图像引起了对隐私的担忧，因为法律不允许图像用于其他目的而不是最初的目的。使用代表和面部数据的子集还可以导致不需要的人口统计偏见并导致数据集不平衡。克服这些问题的一种可能解决方案是用综合生成的样本替换真实的面部图像。在生成合成图像的同时，从计算机视觉中的最新进步中受益，虽然有利于电脑视觉的最新进步，但在类似实际变化的同一合成标识的多个样本中仍然是不合适的，即交配样本。这项工作提出了一种通过利用样式牢固的潜在空间来生成配合的面部图像的非确定性方法。通过操纵潜伏的矢量来产生交配的样本，更精确地，我们利用主成分分析（PCA）来定义潜在空间中的语义有意义的方向，并使用预先训练的面部识别系统控制原始样本和配合样本之间的相似性。我们创建了由77,034个样本组成的合成面图像（Symface）的新数据集，包括25,919个合成ID。通过我们的分析，使用良好的面部图像质量指标，我们展示了模仿真实生物识别数据的特征的合成样本的生物识别质量的差异。其分析和结果表明使用使用所提出的方法创建的合成样本作为更换真实生物识别数据的可行替代品。

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。

在本文中，我们解决了神经面部重演的问题，鉴于一对源和目标面部图像，我们需要通过将目标的姿势（定义为头部姿势及其面部表情定义）通过同时保留源的身份特征（例如面部形状，发型等），即使在源头和目标面属于不同身份的挑战性情况下也是如此。在此过程中，我们解决了最先进作品的一些局限在推理期间标记的数据以及c）它们不保留大型头部姿势变化中的身份。更具体地说，我们提出了一个框架，该框架使用未配对的随机生成的面部图像学会通过合并最近引入的样式空间$ \ Mathcal $ \ Mathcal {S} $ of Stylegan2的姿势，以将面部的身份特征从其姿势中解脱出来表现出显着的分解特性。通过利用这一点，我们学会使用3D模型的监督成功地混合了一对源和目标样式代码。随后用于重新制定的最终潜在代码由仅与源的面部姿势相对应的潜在单位和仅与源身份相对应的单位组成，从而显着改善了与最近的状态性能相比的重新制定性能。艺术方法。与艺术的状态相比，我们定量和定性地表明，即使在极端的姿势变化下，提出的方法也会产生更高的质量结果。最后，我们通过首先将它们嵌入预告片发电机的潜在空间来报告实际图像。我们在：https：//github.com/stelabou/stylemask上公开提供代码和预估计的模型

Near infrared (NIR) to Visible (VIS) face matching is challenging due to the significant domain gaps as well as a lack of sufficient data for cross-modality model training. To overcome this problem, we propose a novel method for paired NIR-VIS facial image generation. Specifically, we reconstruct 3D face shape and reflectance from a large 2D facial dataset and introduce a novel method of transforming the VIS reflectance to NIR reflectance. We then use a physically-based renderer to generate a vast, high-resolution and photorealistic dataset consisting of various poses and identities in the NIR and VIS spectra. Moreover, to facilitate the identity feature learning, we propose an IDentity-based Maximum Mean Discrepancy (ID-MMD) loss, which not only reduces the modality gap between NIR and VIS images at the domain level but encourages the network to focus on the identity features instead of facial details, such as poses and accessories. Extensive experiments conducted on four challenging NIR-VIS face recognition benchmarks demonstrate that the proposed method can achieve comparable performance with the state-of-the-art (SOTA) methods without requiring any existing NIR-VIS face recognition datasets. With slightly fine-tuning on the target NIR-VIS face recognition datasets, our method can significantly surpass the SOTA performance. Code and pretrained models are released under the insightface (https://github.com/deepinsight/insightface/tree/master/recognition).

深度卷积神经网络（DCNNS）的最新进展显示了热量的性能改进，可见的脸部合成和匹配问题。然而，当前的基于DCNN的合成模型在具有大姿势变化的热面上不太良好。为了处理该问题，需要异构面部额定化方法，其中模型采用热剖面图像并产生正面可见面。这是由于大域的一个极其困难的问题，以及两个模式之间的大姿态差异。尽管其在生物识别和监测中存在应用，但文献中的这种问题相对未探索。我们提出了一种域名不可知论的基于学习的生成对抗网络（DAL-GAN），其可以通过具有姿势变化的热面来合成可见域中的前视图。 Dal-GaN由具有辅助分类器的发电机和两个鉴别器，捕获局部和全局纹理鉴别以获得更好的合成。在双路径训练策略的帮助下，在发电机的潜在空间中强制实施对比度约束，这改善了特征向量辨别。最后，利用多功能损失函数来指导网络合成保存跨域累加的身份。广泛的实验结果表明，与其他基线方法相比，Dal-GaN可以产生更好的质量正面视图。

与传统的头像创建管道相反，这是一个昂贵的过程，现代生成方法直接从照片中学习数据分布，而艺术的状态现在可以产生高度的照片现实图像。尽管大量作品试图扩展无条件的生成模型并达到一定程度的可控性，但要确保多视图一致性，尤其是在大型姿势中，仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个3D肖像生成网络，该网络可产生3D一致的肖像，同时根据有关姿势，身份，表达和照明的语义参数可控。生成网络使用神经场景表示在3D中建模肖像，其生成以支持明确控制的参数面模型为指导。尽管可以通过将图像与部分不同的属性进行对比，但可以进一步增强潜在的分离，但在非面积区域（例如，在动画表达式）时，仍然存在明显的不一致。我们通过提出一种体积混合策略来解决此问题，在该策略中，我们通过将动态和静态辐射场融合在一起，形成一个复合输出，并从共同学习的语义场中分割了两个部分。我们的方法在广泛的实验中优于先前的艺术，在自由视点中观看时，在自然照明中产生了逼真的肖像。所提出的方法还证明了真实图像以及室外卡通面孔的概括能力，在实际应用中显示出巨大的希望。其他视频结果和代码将在项目网页上提供。

长期以来，面部识别一直是人工智能领域的一个积极研究领域，尤其是自近年来深度学习的兴起以来。在某些实际情况下，每个身份只有一个可以培训的样本。在这种情况下的面部识别被称为单个样本识别，并对深层模型的有效培训构成了重大挑战。因此，近年来，研究人员试图释放更多的深度学习潜力，并在单个样本情况下提高模型识别性能。尽管已经对传统的单个样本面部识别方法进行了几项全面的调查，但这些评论很少涉及新兴的基于深度学习的方法。因此，我们将重点放在本文中的基于深度学习的方法上，将其分类为虚拟示例方法和通用学习方法。在前一种类别中，生成虚拟图像或虚拟特征以使深层模型的训练受益。在后者中，使用了其他多样本通用集。通用学习方法有三种类型：结合传统方法和深度特征，改善损失功能并改善网络结构，所有这些都涵盖了我们的分析。此外，我们回顾了通常用于评估单个样本面部识别模型的面部数据集，并继续比较不同类型的模型的结果。此外，我们讨论了现有的单个样本面部识别方法的问题，包括虚拟样本方法中的身份信息保存，通用学习方法中的域适应性。此外，我们认为开发无监督的方法是一个有希望的未来方向，并指出语义差距是需要进一步考虑的重要问题。

这项工作旨在将在一个图像域上预先训练的生成的对抗网络（GaN）转移到新域名，其仅仅是只有一个目标图像。主要挑战是，在有限的监督下，综合照片现实和高度多样化的图像非常困难，同时获取目标的代表性。不同于采用Vanilla微调策略的现有方法，我们分别将两个轻量级模块导入发电机和鉴别器。具体地，我们将属性适配器引入发电机中冻结其原始参数，通过该参数，它可以通过其重复利用现有知识，因此保持合成质量和多样性。然后，我们用一个属性分类器装备了学习良好的鉴别器骨干，以确保生成器从引用中捕获相应的字符。此外，考虑到培训数据的多样性差（即，只有一个图像），我们建议在培训过程中建议在生成域中的多样性限制，减轻优化难度。我们的方法在各种环境下提出了吸引力的结果，基本上超越了最先进的替代方案，特别是在合成多样性方面。明显的是，我们的方法即使具有大域间隙，并且在几分钟内为每个实验提供鲁棒地收敛。

Although Generative Adversarial Networks (GANs) have made significant progress in face synthesis, there lacks enough understanding of what GANs have learned in the latent representation to map a random code to a photo-realistic image. In this work, we propose a framework called InterFaceGAN to interpret the disentangled face representation learned by the state-of-the-art GAN models and study the properties of the facial semantics encoded in the latent space. We first find that GANs learn various semantics in some linear subspaces of the latent space. After identifying these subspaces, we can realistically manipulate the corresponding facial attributes without retraining the model. We then conduct a detailed study on the correlation between different semantics and manage to better disentangle them via subspace projection, resulting in more precise control of the attribute manipulation. Besides manipulating the gender, age, expression, and presence of eyeglasses, we can even alter the face pose and fix the artifacts accidentally made by GANs. Furthermore, we perform an in-depth face identity analysis and a layer-wise analysis to evaluate the editing results quantitatively. Finally, we apply our approach to real face editing by employing GAN inversion approaches and explicitly training feed-forward models based on the synthetic data established by InterFaceGAN. Extensive experimental results suggest that learning to synthesize faces spontaneously brings a disentangled and controllable face representation.

近年来，由于深度学习体系结构的有希望的进步，面部识别系统取得了非凡的成功。但是，当将配置图像与额叶图像的画廊匹配时，它们仍然无法实现预期的准确性。当前方法要么执行姿势归一化（即额叶化）或脱离姿势信息以进行面部识别。相反，我们提出了一种新方法，通过注意机制将姿势用作辅助信息。在本文中，我们假设使用注意机制姿势参加的信息可以指导剖面面上的上下文和独特的特征提取，从而进一步使嵌入式域中的更好表示形式学习。为了实现这一目标，首先，我们设计了一个统一的耦合曲线到额定面部识别网络。它通过特定于类的对比损失来学习从面孔到紧凑的嵌入子空间的映射。其次，我们开发了一个新颖的姿势注意力块（PAB），以专门指导从剖面面上提取姿势 - 不合稳定的特征。更具体地说，PAB旨在显式地帮助网络沿着频道和空间维度沿着频道和空间维度的重要特征，同时学习嵌入式子空间中的歧视性但构成不变的特征。为了验证我们提出的方法的有效性，我们对包括多PIE，CFP，IJBC在内的受控和野生基准进行实验，并在艺术状态下表现出优势。