有条件图像生成的最新方法受益于密集的监督,例如分割标签图,以实现高保真性。但是,很少探索使用密集的监督进行无条件的图像生成。在这里,我们探讨了密集监督在无条件生成中的功效,找到生成器特征图可以替代成本昂贵的语义标签图。从我们的经验证据来看,我们提出了一种新的生成器引导的鉴别剂正则化(GGDR),其中生成器的特征地图监督了歧视者在无条件生成中具有丰富的语义表示。具体而言,我们采用了一个U-NET架构进行鉴别器,该体系结构经过训练,可以预测发电机特征图作为输入的伪造图像。关于Mulitple数据集的广泛实验表明,我们的GGDR始终在定量和定性方面提高基线方法的性能。代码可从https://github.com/naver-ai/ggdr获得
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强大的模拟器高度降低了在培训和评估自动车辆时对真实测试的需求。数据驱动的模拟器蓬勃发展,最近有条件生成对冲网络(CGANS)的进步,提供高保真图像。主要挑战是在施加约束之后的同时合成光量造型图像。在这项工作中,我们建议通过重新思考鉴别者架构来提高所生成的图像的质量。重点是在给定对语义输入生成图像的问题类上,例如场景分段图或人体姿势。我们建立成功的CGAN模型,提出了一种新的语义感知鉴别器,更好地指导发电机。我们的目标是学习一个共享的潜在表示,编码足够的信息,共同进行语义分割,内容重建以及粗糙的粒度的对抗性推理。实现的改进是通用的,并且可以应用于任何条件图像合成的任何架构。我们展示了我们在场景,建筑和人类综合任务上的方法,跨越三个不同的数据集。代码可在https://github.com/vita-epfl/semdisc上获得。
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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。
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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。
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在生成的对抗网络中,改进鉴别器是生成性能的关键组件之一。由于图像分类器偏向纹理和脱扎,提高了准确性,我们调查1)如果判别者被偏见,而且2)如果脱位鉴别者将提高发电表现。实际上,我们发现实证证据证明鉴别者对图像的风格(\ equeg。,纹理和颜色)敏感。作为一个补救措施,我们提出了功能统计混合正常化(FSMR),鼓励鉴别者的预测不变于输入图像的样式。具体地,我们在鉴别者的特征空间中生成原始的混合特征和参考图像,并且我们应用正则化,使得混合特征的预测与原始图像的预测一致。我们进行了广泛的实验,以证明我们的正则化导致对风格的敏感性降低,一致地提高了九个数据集上各种GAN架构的性能。此外,将FSMR添加到最近提出的基于增强的GaN方法进一步提高了图像质量。代码将在线公开提供研究界。
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提供和渲染室内场景一直是室内设计的一项长期任务,艺术家为空间创建概念设计,建立3D模型的空间,装饰,然后执行渲染。尽管任务很重要,但它很乏味,需要巨大的努力。在本文中,我们引入了一个特定领域的室内场景图像合成的新问题,即神经场景装饰。鉴于一张空的室内空间的照片以及用户确定的布局列表,我们旨在合成具有所需的家具和装饰的相同空间的新图像。神经场景装饰可用于以简单而有效的方式创建概念室内设计。我们解决这个研究问题的尝试是一种新颖的场景生成体系结构,它将空的场景和对象布局转化为现实的场景照片。我们通过将其与有条件图像合成基线进行比较,以定性和定量的方式将其进行比较,证明了我们提出的方法的性能。我们进行广泛的实验,以进一步验证我们生成的场景的合理性和美学。我们的实现可在\ url {https://github.com/hkust-vgd/neural_scene_decoration}获得。
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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.
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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。
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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.
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组织病理学分析是对癌前病变诊断的本金标准。从数字图像自动组织病理学分类的目标需要监督培训,这需要大量的专家注释,这可能是昂贵且耗时的收集。同时,精确分类从全幻灯片裁剪的图像斑块对于基于标准滑动窗口的组织病理学幻灯片分类方法是必不可少的。为了减轻这些问题,我们提出了一个精心设计的条件GaN模型,即hostogan,用于在类标签上合成现实组织病理学图像补丁。我们还研究了一种新颖的合成增强框架,可选择地添加由我们提出的HADOGAN生成的新的合成图像补丁,而不是直接扩展与合成图像的训练集。通过基于其指定标签的置信度和实际标记图像的特征相似性选择合成图像,我们的框架为合成增强提供了质量保证。我们的模型在两个数据集上进行评估:具有有限注释的宫颈组织病理学图像数据集,以及具有转移性癌症的淋巴结组织病理学图像的另一个数据集。在这里,我们表明利用具有选择性增强的组织产生的图像导致对宫颈组织病理学和转移性癌症数据集分别的分类性能(分别为6.7%和2.8%)的显着和一致性。
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前景感知的图像合成旨在生成图像及其前景面具。一种常见的方法是将图像制定为前景图像和背景图像的掩盖混合物。这是一个具有挑战性的问题,因为它容易到达琐碎的解决方案,在这些解决方案中,图像淹没了另一个图像,即面具变得完全充满或空,并且前景和背景没有有意义的分离。我们将Furrygan带有三个关键组成部分:1)施加前景图像和复合图像是现实的,2)将掩码设计为粗糙和细面膜的组合,以及3)通过在辅助掩码中引导发电机,并通过辅助掩码预测器中的辅助掩码预测器。歧视者。我们的方法生成了逼真的图像,并具有非常详细的α面膜,这些面膜以完全无监督的方式覆盖头发,皮毛和晶须。
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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。
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基于图像的虚拟试验努力将服装的外观转移到目标人的图像上。先前的工作主要集中在上身衣服(例如T恤,衬衫和上衣)上,并忽略了全身或低身物品。这种缺点来自一个主要因素:用于基于图像的虚拟试验的当前公开可用数据集并不解释此品种,从而限制了该领域的进度。为了解决这种缺陷,我们介绍着着装代码,其中包含多类服装的图像。着装代码比基于图像的虚拟试验的公共可用数据集大于3倍以上,并且具有前视图,全身参考模型的高分辨率配对图像(1024x768)。为了生成具有高视觉质量且细节丰富的高清尝试图像,我们建议学习细粒度的区分功能。具体而言,我们利用一种语义意识歧视器,该歧视器在像素级而不是图像级或贴片级上进行预测。广泛的实验评估表明,所提出的方法在视觉质量和定量结果方面超过了基线和最先进的竞争者。着装码数据集可在https://github.com/aimagelab/dress-code上公开获得。
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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.
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生成对抗性网络(甘斯)已经成为对解决图像生成的问题,最常用的网络。自我监督甘斯将在后面提出,以避免鉴相器的灾难性的遗忘,提高图像质量产生不需要的类标签。然而,在不同的GAN架构自检任务概不前研究。为此,我们深入地分析以前提出的自我监督任务的贡献,概背景下DeshuffleGANs的混洗。我们分配混洗的任务,以两种不同的GAN鉴别和研究了这两种体系结构的任务的影响。我们比较各种数据集先前提出的DeshuffleGANs延长评估。我们表明,DeshuffleGAN获得最佳FID结果几个数据集相对于其他自主监督甘斯。此外,我们比较的是首先部署到GAN培训和证明其贡献超过了预测旋转的旋转预测混洗。我们设计的名为cDeshuffleGAN评估了解到表示质量的条件DeshuffleGAN。最后,我们表现出的自我监管任务的损失景观和目前认为这些任务的影响可能不会合作,以在某些环境对抗训练GAN培训的贡献。我们的代码可以在https://github.com/gulcinbaykal/DeshuffleGAN找到。
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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。
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Automatic image colorization is a particularly challenging problem. Due to the high illness of the problem and multi-modal uncertainty, directly training a deep neural network usually leads to incorrect semantic colors and low color richness. Existing transformer-based methods can deliver better results but highly depend on hand-crafted dataset-level empirical distribution priors. In this work, we propose DDColor, a new end-to-end method with dual decoders, for image colorization. More specifically, we design a multi-scale image decoder and a transformer-based color decoder. The former manages to restore the spatial resolution of the image, while the latter establishes the correlation between semantic representations and color queries via cross-attention. The two decoders incorporate to learn semantic-aware color embedding by leveraging the multi-scale visual features. With the help of these two decoders, our method succeeds in producing semantically consistent and visually plausible colorization results without any additional priors. In addition, a simple but effective colorfulness loss is introduced to further improve the color richness of generated results. Our extensive experiments demonstrate that the proposed DDColor achieves significantly superior performance to existing state-of-the-art works both quantitatively and qualitatively. Codes will be made publicly available.
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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。
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学习为仅基于几个图像(称为少数图像生成的少数图像)生成新类别的新图像,引起了研究的兴趣。几项最先进的作品取得了令人印象深刻的结果,但多样性仍然有限。在这项工作中,我们提出了一个新型的三角洲生成对抗网络(Deltagan),该网络由重建子网和一代子网组成。重建子网捕获了类别内转换,即“ delta”,在相同类别对之间。生成子网为输入图像生成了特定于样本的“ delta”,该图像与此输入图像结合使用,以在同一类别中生成新图像。此外,对抗性的三角洲匹配损失旨在将上述两个子网链接在一起。在五个少量图像数据集上进行的广泛实验证明了我们提出的方法的有效性。
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