生成的对抗网络（GANS）通常需要充分的数据进行培训，以综合高保真图像。最近的研究表明，由于鉴别器过度拟合，带有有限数据的培训GAN仍然是强大的，阻碍发电机收敛的根本原因。本文介绍了一种称为自适应伪增强（APA）的新战略，以鼓励发电机与鉴别者之间的健康竞争。作为依赖标准数据增强或模型正则化的现有方法的替代方法，APA通过采用发电机本身增加具有生成图像的真实数据分布来缓解过度装备，这使得判别符号自适应地欺骗鉴别器。广泛的实验证明了APA在降低数据制度中改善合成质量方面的有效性。我们提供了理论分析，以研究我们新培训策略的收敛性和合理性。 APA简单有效。它可以无缝添加到强大的当代GAN，例如Stylegan2，计算成本可忽略不计。

The performance of generative adversarial networks (GANs) heavily deteriorates given a limited amount of training data. This is mainly because the discriminator is memorizing the exact training set. To combat it, we propose Differentiable Augmentation (DiffAugment), a simple method that improves the data efficiency of GANs by imposing various types of differentiable augmentations on both real and fake samples. Previous attempts to directly augment the training data manipulate the distribution of real images, yielding little benefit; DiffAugment enables us to adopt the differentiable augmentation for the generated samples, effectively stabilizes training, and leads to better convergence. Experiments demonstrate consistent gains of our method over a variety of GAN architectures and loss functions for both unconditional and class-conditional generation. With DiffAugment, we achieve a state-of-the-art FID of 6.80 with an IS of 100.8 on ImageNet 128×128 and 2-4× reductions of FID given 1,000 images on FFHQ and LSUN. Furthermore, with only 20% training data, we can match the top performance on CIFAR-10 and CIFAR-100. Finally, our method can generate high-fidelity images using only 100 images without pre-training, while being on par with existing transfer learning algorithms. Code is available at https://github.com/mit-han-lab/data-efficient-gans.

Generative Adversarial Networks (GANs) typically suffer from overfitting when limited training data is available. To facilitate GAN training, current methods propose to use data-specific augmentation techniques. Despite the effectiveness, it is difficult for these methods to scale to practical applications. In this work, we present ScoreMix, a novel and scalable data augmentation approach for various image synthesis tasks. We first produce augmented samples using the convex combinations of the real samples. Then, we optimize the augmented samples by minimizing the norms of the data scores, i.e., the gradients of the log-density functions. This procedure enforces the augmented samples close to the data manifold. To estimate the scores, we train a deep estimation network with multi-scale score matching. For different image synthesis tasks, we train the score estimation network using different data. We do not require the tuning of the hyperparameters or modifications to the network architecture. The ScoreMix method effectively increases the diversity of data and reduces the overfitting problem. Moreover, it can be easily incorporated into existing GAN models with minor modifications. Experimental results on numerous tasks demonstrate that GAN models equipped with the ScoreMix method achieve significant improvements.

Training generative adversarial networks (GAN) using too little data typically leads to discriminator overfitting, causing training to diverge. We propose an adaptive discriminator augmentation mechanism that significantly stabilizes training in limited data regimes. The approach does not require changes to loss functions or network architectures, and is applicable both when training from scratch and when fine-tuning an existing GAN on another dataset. We demonstrate, on several datasets, that good results are now possible using only a few thousand training images, often matching StyleGAN2 results with an order of magnitude fewer images. We expect this to open up new application domains for GANs. We also find that the widely used CIFAR-10 is, in fact, a limited data benchmark, and improve the record FID from 5.59 to 2.42.

生成的对抗网络（GANS）产生高质量的图像，但致力于训练。它们需要仔细正常化，大量计算和昂贵的超参数扫描。我们通过将生成和真实样本投影到固定的预级特征空间中，在这些问题上进行了重要的头路。发现鉴别者无法充分利用来自预押模型的更深层次的特征，我们提出了更有效的策略，可以在渠道和分辨率中混合特征。我们预计的GaN提高了图像质量，样品效率和收敛速度。它与最多一个百万像素的分辨率进一步兼容，并在二十二个基准数据集上推进最先进的FR \'Echet Inception距离（FID）。重要的是，预计的GAN符合先前最低的FID速度快40倍，鉴于相同的计算资源，将壁钟时间从5天切割到不到3小时。

生成对抗网络（GAN）是现实图像合成的最新生成模型之一。虽然培训和评估GAN变得越来越重要，但当前的GAN研究生态系统并未提供可靠的基准，以始终如一地进行评估。此外，由于GAN实施很少，因此研究人员将大量时间用于重现基线。我们研究了GAN方法的分类法，并提出了一个名为Studiogan的新开源库。 Studiogan支持7种GAN体系结构，9种调理方法，4种对抗损失，13个正则化模块，3个可区分的增强，7个评估指标和5个评估骨干。通过我们的培训和评估协议，我们使用各种数据集（CIFAR10，ImageNet，AFHQV2，FFHQ和Baby/Papa/Granpa-Imagenet）和3个不同的评估骨干（InceptionV3，Swav，Swav和Swin Transformer）提出了大规模的基准。与GAN社区中使用的其他基准不同，我们在统一的培训管道中培训了包括Biggan，stylegan2和stylegan3在内的代表GAN，并使用7个评估指标量化了生成性能。基准测试评估其他尖端生成模型（例如，stylegan-xl，adm，maskgit和rq-transformer）。 Studiogan提供了预先训练的权重的GAN实现，培训和评估脚本。 Studiogan可从https://github.com/postech-cvlab/pytorch-studiogan获得。

大规模训练的出现产生了强大的视觉识别模型的聚宝盆。然而，传统上以无人监督的方式从划痕训练的生成模型。可以利用来自一大堆预用的视觉模型的集体“知识”来改善GaN培训吗？如果是这样，有这么多的模型可供选择，应该选择哪一个，并且以什么方式最有效？我们发现预磨削的计算机视觉模型可以在鉴别器的集合中使用时显着提高性能。值得注意的是，所选模型的特定子集极大地影响性能。我们提出了一种有效的选择机制，通过探测预训练模型嵌入的实际和假样本之间的线性可分性，选择最准确的模型，并逐步将其添加到鉴别器集合中。有趣的是，我们的方法可以在有限的数据和大规模设置中提高GaN培训。只有10K培训样本，我们的LSUN猫的FID与1.6M图像培训的风格挂牌匹配。在完整的数据集上，我们的方法将FID提高了1.5倍的LSUN猫，教堂和马类的2倍。

为了稳定地训练生成对抗网络（GAN），将实例噪声注入歧视器的输入中被认为是理论上的声音解决方案，但是，在实践中尚未实现其承诺。本文介绍了采用高斯混合物分布的扩散 - 在正向扩散链的所有扩散步骤中定义，以注入实例噪声。从观察到或生成的数据扩散的混合物中的随机样品被作为歧视器的输入。通过将其梯度通过前向扩散链进行反向传播来更新，该链的长度可自适应地调节以控制每个训练步骤允许的最大噪声与数据比率。理论分析验证了所提出的扩散gan的声音，该扩散器提供了模型和域 - 不可分割的可区分增强。在各种数据集上进行的一系列实验表明，扩散 - GAN可以提供稳定且具有数据效率的GAN训练，从而使对强GAN基准的性能保持一致，以综合构成照片现实的图像。

旨在学习具有少量培训数据的生成模型的数据有效gan（DE-GAN）遇到了生成高质量样本的几个挑战。由于数据增强策略在很大程度上已经减轻了训练的不稳定性，因此如何进一步改善De-Gans的生成性能成为热点。最近，对比学习表明，提高了DE-GAN的合成质量的巨大潜力，但相关原则并未得到很好的探索。在本文中，我们对De-Gans中的不同对比度学习策略进行了比较，并确定（i）当前生成性能的瓶颈是潜在空间的不连续性； （ii）与其他对比的学习策略相比，实例扰动可用于潜在空间连续性，从而为De-Gans带来了重大改进。基于这些观察结果，我们提出了FakeClR，该观察只在扰动的假样品上应用对比度学习，并设计了三种相关的训练技术：与噪声​​相关的潜在增强，多样性吸引的排队和排队的遗忘因素。我们的实验结果表明了几乎没有发电和有限数据的新艺术状态。在多个数据集上，与现有DE-GAN相比，Fakeclr获得了15％以上的FID提高。代码可从https://github.com/iceli1007/fakeclr获得。

通过区分真实和合成样品，鉴别器在训练生成对抗网络（GAN）中起着至关重要的作用。尽管实际数据分布保持不变，但由于发电机的发展，合成分布一直变化，从而影响鉴别器的BI分类任务的相应变化。我们认为，对其容量进行即时调整的歧视者可以更好地适应这种时间变化的任务。一项全面的实证研究证实，所提出的培训策略称为Dynamicd，改善了合成性能，而不会产生任何其他计算成本或培训目标。在不同的数据制度下开发了两个容量调整方案，用于培训gan：i）给定足够数量的培训数据，歧视者从逐渐增加的学习能力中受益，ii）ii）当培训数据受到限制时，逐渐减少层宽度的宽度减轻。歧视者的过度问题。在一系列数据集上进行的2D和3D感知图像合成任务的实验证实了我们的动力学的普遍性以及对基准的实质性改进。此外，Dynamicd与其他歧视器改进方法（包括数据增强，正规化器和预训练）具有协同作用，并且在将学习gans合并时会带来连续的性能增长。

具有高计算成本的生成对抗网络（GANS），例如Biggan和Stylegan2，实现了显着的结果，在随机噪声中合成高分辨率和多样化的图像。降低GAN的计算成本，同时保持发电照片逼真的图像是一种紧急和具有挑战性的领域，用于其在计算资源限制设备上的广泛应用。在这项工作中，我们提出了一种新颖又简单的{\ bf d} isCriminator {\ bf g} uided {\ bf l}用于压缩vanilla {\ bf gaN}的折射方法，称为{\ bf dgl-gan}。受到教师歧视者可能包含一些有意义信息的现象的动机，我们通过对抗函数从教师歧视者转移知识。我们展示DGL-GAN自体虚拟性有效，从教师歧视者学习可以促进学生会的表现，通过广泛的实验结果验证。此外，我们提出了一个两级培训DGL-GAN的培训策略，当我们申请DGL-GAN来压缩两种最具代表性大规模的Vanilla Gans时，可以大大稳定其培训过程并实现卓越的性能。 。实验表明，DGL-GAN实现了最先进的（SOTA）在STYLAG2（FFHQ上的FID 2.92上有近1/3 $参数的FFH3）和Biggan（93.29和FID 9.92，在想象中有近1美元/ Biggan的4 $参数）并优于几种现有的香草GAN压缩技术。此外，DGL-GAN也有效地提高了原始未压缩的GAN的性能，原始未压缩的风格2升高的DGL-GAN促进了FFHQ的FID 2.65，这实现了新的最先进的性能。代码和模型可用于\ url {https://github.com/yuesongtian/dgl-gan}。

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。

我们研究了GaN调理问题，其目标是使用标记数据将普雷雷尼的无条件GaN转换为条件GaN。我们首先识别并分析这一问题的三种方法 - 从头开始​​，微调和输入重新编程的条件GaN培训。我们的分析表明，当标记数据的数量很小时，输入重新编程执行最佳。通过稀缺标记数据的现实世界情景，我们专注于输入重编程方法，并仔细分析现有算法。在识别出先前输入重新编程方法的一些关键问题之后，我们提出了一种名为INREP +的新算法。我们的算法INREP +解决了现有问题，具有可逆性神经网络的新颖用途和正面未标记（PU）学习。通过广泛的实验，我们表明Inrep +优于所有现有方法，特别是当标签信息稀缺，嘈杂和/或不平衡时。例如，对于用1％标记数据调节CiFar10 GaN的任务，Inrep +实现了82.13的平均峰值，而第二个最佳方法达到114.51。

使用诸如GAN的生成模型产生多样化和现实图像通常需要大量的图像训练。具有极其限制的数据培训的GAN可以容易地覆盖很少的训练样本，并显示出“楼梯”潜在的空间，如潜在空间的过渡存在不连续性，偶尔会产生输出的突然变化。在这项工作中，我们认为我们的兴趣或可转让源数据集没有大规模数据集的情况，并寻求培训具有最小的过度和模式折叠的现有生成模型。我们在发电机和对应鉴别器的特征空间上提出基于潜在的混合距离正则化，这促使这两个玩家不仅仅是关于稀缺观察到的数据点，而且驻留的特征空间中的相对距离。不同数据集的定性和定量评估表明，我们的方法通常适用于现有模型，以在有限数据的约束下提高保真度和多样性。代码将公开。

本文提出了有条件生成对抗性网络（CGANS）的两个重要贡献，以改善利用此架构的各种应用。第一个主要贡献是对CGANS的分析表明它们没有明确条件。特别地，将显示鉴别者和随后的Cgan不会自动学习输入之间的条件。第二种贡献是一种新方法，称为逆时针，该方法通过新颖的逆损失明确地模拟了对抗架构的两部分的条件，涉及培训鉴别者学习无条件（不利）示例。这导致了用于GANS（逆学习）的新型数据增强方法，其允许使用不利示例将发电机的搜索空间限制为条件输出。通过提出概率分布分析，进行广泛的实验以评估判别符的条件。与不同应用的CGAN架构的比较显示了众所周知的数据集的性能的显着改进，包括使用不同度量的不同度量的语义图像合成，图像分割，单眼深度预测和“单个标签” - 图像（FID） ），平均联盟（Miou）交叉口，根均线误差日志（RMSE日志）和统计上不同的箱数（NDB）。

Generative adversarial network (GAN) is formulated as a two-player game between a generator (G) and a discriminator (D), where D is asked to differentiate whether an image comes from real data or is produced by G. Under such a formulation, D plays as the rule maker and hence tends to dominate the competition. Towards a fairer game in GANs, we propose a new paradigm for adversarial training, which makes G assign a task to D as well. Specifically, given an image, we expect D to extract representative features that can be adequately decoded by G to reconstruct the input. That way, instead of learning freely, D is urged to align with the view of G for domain classification. Experimental results on various datasets demonstrate the substantial superiority of our approach over the baselines. For instance, we improve the FID of StyleGAN2 from 4.30 to 2.55 on LSUN Bedroom and from 4.04 to 2.82 on LSUN Church. We believe that the pioneering attempt present in this work could inspire the community with better designed generator-leading tasks for GAN improvement.

当今的生成模型能够综合高保真图像，但是每个模型都专门研究特定的目标域。这增加了模型合并的需求：将两个或多个预贴的生成模型组合到单个统一模型中。在这项工作中，我们解决了模型合并的问题，鉴于在现实世界中经常出现的两个限制：（1）无法访问原始培训数据，并且（2）没有增加神经网络的大小。据我们所知，到目前为止尚未研究在这些约束下合并的模型。我们提出了一种新颖的两阶段解决方案。在第一阶段，我们将所有模型的权重转换为相同的参数空间，通过我们项模型生根的技术。在第二阶段，我们仅使用原始训练的模型生成的数据将其平均重量平均并为每个特定域进行微调来合并。我们证明我们的方法优于基线方法和现有的转移学习技术，并研究了几种应用。

生成对抗网络（GAN）是最受欢迎的图像生成模型，在各种计算机视觉任务上取得了显着进度。但是，训练不稳定仍然是所有基于GAN的算法的开放问题之一。已经提出了许多方法来稳定gan的训练，其重点分别放在损失功能，正则化和归一化技术，训练算法和模型体系结构上。与上述方法不同，在本文中，提出了有关稳定gan训练的新观点。发现有时发电机产生的图像在训练过程中像歧视者的对抗示例一样，这可能是导致gan不稳定训练的原因的一部分。有了这一发现，我们提出了直接的对抗训练（DAT）方法来稳定gan的训练过程。此外，我们证明DAT方法能够适应歧视器的Lipschitz常数。 DAT的高级性能在多个损失功能，网络体系结构，超参数和数据集上进行了验证。具体而言，基于SSGAN的CIFAR-100无条件生成，DAT在CIFAR-100的无条件生成上实现了11.5％的FID，基于SSGAN的STL-10无条件生成的FID和基于SSGAN的LSUN卧室无条件生成的13.2％FID。代码将在https://github.com/iceli1007/dat-gan上找到

近年来有条件的GAN已经成熟，并且能够产生高质量的现实形象。但是，计算资源和培训高质量的GAN所需的培训数据是巨大的，因此对这些模型的转移学习的研究是一个紧急话题。在本文中，我们探讨了从高质量预训练的无条件GAN到有条件的GAN的转移。为此，我们提出了基于HyperNetwork的自适应权重调制。此外，我们介绍了一个自我初始化过程，不需要任何真实数据才能初始化HyperNetwork参数。为了进一步提高知识转移的样本效率，我们建议使用自我监督（对比）损失来改善GaN判别者。在广泛的实验中，我们验证了多个标准基准上的Hypernetworks，自我初始化和对比损失的效率。

条件生成的对抗性网络（CGAN）通过将类信息纳入GaN来生成现实图像。虽然最受欢迎的CGANS是一种辅助分类器GAN，但众所周知，随着数据集中的类别的数量增加，培训acgan正在挑战。偶数还倾向于产生缺乏多样性的容易甲型样本。在本文中，我们介绍了两种治疗方法。首先，我们识别分类器中的梯度爆炸可能会导致早期训练中的不良崩溃，并将输入向量投影到单元间隔子上可以解决问题。其次，我们提出了数据到数据跨熵丢失（D2D-CE）来利用类标记的数据集中的关系信息。在这个基础上，我们提出了重新启动的辅助分类器生成对抗网络（Reacgan）。实验结果表明，Reacgan在CIFAR10，微小想象成，CUB200和Imagenet数据集上实现了最先进的生成结果。我们还验证了来自可分辨率的增强的ReacanggaN的利益，以及D2D-CE与Stylegan2架构协调。模型权重和提供代表性CGANS实现的软件包和我们纸上的所有实验都可以在https://github.com/postech-cvlab/pytorch-studiogan获得。