我们提出了一种从单个图像中推断360 {\ deg}视野的方法，该图像允许用户控制的综合外部绘制内容。为此，我们建议改进现有的基于GAN的镶嵌体系结构，以进行底漆全景图表。我们的方法获得了最先进的结果，并且优于标准图像质量指标的先前方法。为了允许受控的外部修饰的合成，我们引入了一个新型的指导共调整框架，该框架通过常见的鉴别模型驱动图像生成过程。这样做可以保持生成的全景图的高视觉质量，同时在推断的视野中启用用户控制的语义内容。我们在定性和定量上展示了我们方法的最新方法，从而提供了对我们新颖的编辑功能的彻底分析。最后，我们证明我们的方法受益于在照片中对高光泽对象的影片虚拟插入。

We present a method for estimating lighting from a single perspective image of an indoor scene. Previous methods for predicting indoor illumination usually focus on either simple, parametric lighting that lack realism, or on richer representations that are difficult or even impossible to understand or modify after prediction. We propose a pipeline that estimates a parametric light that is easy to edit and allows renderings with strong shadows, alongside with a non-parametric texture with high-frequency information necessary for realistic rendering of specular objects. Once estimated, the predictions obtained with our model are interpretable and can easily be modified by an artist/user with a few mouse clicks. Quantitative and qualitative results show that our approach makes indoor lighting estimation easier to handle by a casual user, while still producing competitive results.

最近的方法（例如材料gan）已使用无条件的gan来生成每像素材料图，或作为从输入照片重建材料之前的材料。这些模型可以生成各种随机材料外观，但没有任何将生成材料限制为特定类别或控制生成材料的粗体结构的机制，例如砖墙上的精确砖布局。此外，从单个输入照片中重建的材料通常具有伪像，并且通常不可易换，这限制了它们在实际内容创建管道中的使用。我们提出了Tilegen，这是一种针对SVBRDFS的生成模型，该模型特定于材料类别，始终可易换，并且在提供的输入结构模式上有条件。 Tilegen是Stylegan的变体，其架构经过修改以始终生成可易于的（周期性）材料图。除了标准的“样式”潜在代码外，Tilegen还可以选择拍摄条件图像，从而使用户直接控制材料的主要空间（和可选的颜色）功能。例如，在砖块中，用户可以指定砖布局和砖块，或者在皮革材料中，皱纹和褶皱的位置。我们的反渲染方法可以通过优化找到一种材料，从而感知到单个目标照片。这种重建也可以以用户提供的模式为条件。所得的材料是可拆卸的，可以大于目标图像，并且可以通过改变条件来编辑。

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。

Recent 3D-aware GANs rely on volumetric rendering techniques to disentangle the pose and appearance of objects, de facto generating entire 3D volumes rather than single-view 2D images from a latent code. Complex image editing tasks can be performed in standard 2D-based GANs (e.g., StyleGAN models) as manipulation of latent dimensions. However, to the best of our knowledge, similar properties have only been partially explored for 3D-aware GAN models. This work aims to fill this gap by showing the limitations of existing methods and proposing LatentSwap3D, a model-agnostic approach designed to enable attribute editing in the latent space of pre-trained 3D-aware GANs. We first identify the most relevant dimensions in the latent space of the model controlling the targeted attribute by relying on the feature importance ranking of a random forest classifier. Then, to apply the transformation, we swap the top-K most relevant latent dimensions of the image being edited with an image exhibiting the desired attribute. Despite its simplicity, LatentSwap3D provides remarkable semantic edits in a disentangled manner and outperforms alternative approaches both qualitatively and quantitatively. We demonstrate our semantic edit approach on various 3D-aware generative models such as pi-GAN, GIRAFFE, StyleSDF, MVCGAN, EG3D and VolumeGAN, and on diverse datasets, such as FFHQ, AFHQ, Cats, MetFaces, and CompCars. The project page can be found: \url{https://enisimsar.github.io/latentswap3d/}.

Structure-guided image completion aims to inpaint a local region of an image according to an input guidance map from users. While such a task enables many practical applications for interactive editing, existing methods often struggle to hallucinate realistic object instances in complex natural scenes. Such a limitation is partially due to the lack of semantic-level constraints inside the hole region as well as the lack of a mechanism to enforce realistic object generation. In this work, we propose a learning paradigm that consists of semantic discriminators and object-level discriminators for improving the generation of complex semantics and objects. Specifically, the semantic discriminators leverage pretrained visual features to improve the realism of the generated visual concepts. Moreover, the object-level discriminators take aligned instances as inputs to enforce the realism of individual objects. Our proposed scheme significantly improves the generation quality and achieves state-of-the-art results on various tasks, including segmentation-guided completion, edge-guided manipulation and panoptically-guided manipulation on Places2 datasets. Furthermore, our trained model is flexible and can support multiple editing use cases, such as object insertion, replacement, removal and standard inpainting. In particular, our trained model combined with a novel automatic image completion pipeline achieves state-of-the-art results on the standard inpainting task.

我们介绍了本地重新考虑的任务，该任务通过打开和关闭图像中可见的光源来改变场景的照片。这项新任务与传统的图像重新确定问题不同，因为它引入了检测光源并推断出从它们中散发出的光模式的挑战。我们提出了一种用于本地重新考虑的方法，该方法通过使用另一个模型的合成生成的图像对来训练模型，而无需监督任何新型图像数据集。具体而言，我们从样式空间操纵的gan中收集了配对的训练图像；然后，我们使用这些图像来训练有条件的图像到图像模型。为了基于本地重新测试，我们介绍了Lonoff，这是一个在室内空间中拍摄的306张精确对齐图像的集合，其中灯的不同组合打开了。我们表明，我们的方法显着优于基于GAN倒置的基线方法。最后，我们演示了分别控制不同光源的方法的扩展。我们邀请社区解决这项新的当地重新任务。

从数字艺术到AR和VR体验，图像编辑和合成已经变得无处不在。为了生产精美的复合材料，需要对相机进行几何校准，这可能很乏味，需要进行物理校准目标。代替传统的多图像校准过程，我们建议使用深层卷积神经网络直接从单个图像中直接从单个图像中推断摄像机校准参数，例如音高，滚动，视场和镜头失真。我们使用大规模全景数据集中自动生成样品训练该网络，从而在标准L2误差方面产生了竞争精度。但是，我们认为将这种标准误差指标最小化可能不是许多应用程序的最佳选择。在这项工作中，我们研究了人类对几何相机校准中不准确性的敏感性。为此，我们进行了一项大规模的人类感知研究，我们要求参与者以正确和有偏见的摄像机校准参数判断3D对象的现实主义。基于这项研究，我们为摄像机校准开发了一种新的感知度量，并证明我们的深校准网络在标准指标以及这一新型感知度量方面都优于先前基于单像的校准方法。最后，我们演示了将校准网络用于多种应用程序，包括虚拟对象插入，图像检索和合成。可以在https://lvsn.github.io/deepcalib上获得我们方法的演示。

现在，使用最近的生成对抗网络（GAN）可以使用高现实主义的不受约束图像产生。但是，用给定的一组属性生成图像非常具有挑战性。最近的方法使用基于样式的GAN模型来执行图像编辑，通过利用发电机层中存在的语义层次结构。我们提出了一些基于潜在的属性操纵和编辑（火焰），这是一个简单而有效的框架，可通过潜在空间操纵执行高度控制的图像编辑。具体而言，我们估计了控制生成图像中语义属性的潜在空间（预训练样式的）中的线性方向。与以前的方法相反，这些方法依赖于大规模属性标记的数据集或属性分类器，而火焰则使用一些策划的图像对的最小监督来估算删除的编辑指示。火焰可以在保留身份的同时，在各种图像集上同时进行高精度和顺序编辑。此外，我们提出了一项新颖的属性样式操纵任务，以生成各种样式的眼镜和头发等属性。我们首先编码相同身份的一组合成图像，但在潜在空间中具有不同的属性样式，以估计属性样式歧管。从该歧管中采样新的潜在将导致生成图像中的新属性样式。我们提出了一种新颖的抽样方法，以从歧管中采样潜在的样品，使我们能够生成各种属性样式，而不是训练集中存在的样式。火焰可以以分离的方式生成多种属性样式。我们通过广泛的定性和定量比较来说明火焰与先前的图像编辑方法相对于先前的图像编辑方法的卓越性能。火焰在多个数据集（例如汽车和教堂）上也很好地概括了。

随着几个行业正在朝着建模大规模的3D虚拟世界迈进，因此需要根据3D内容的数量，质量和多样性来扩展的内容创建工具的需求变得显而易见。在我们的工作中，我们旨在训练Parterant 3D生成模型，以合成纹理网格，可以通过3D渲染引擎直接消耗，因此立即在下游应用中使用。 3D生成建模的先前工作要么缺少几何细节，因此在它们可以生成的网格拓扑中受到限制，通常不支持纹理，或者在合成过程中使用神经渲染器，这使得它们在常见的3D软件中使用。在这项工作中，我们介绍了GET3D，这是一种生成模型，该模型直接生成具有复杂拓扑，丰富几何细节和高保真纹理的显式纹理3D网格。我们在可区分的表面建模，可区分渲染以及2D生成对抗网络中桥接了最新成功，以从2D图像集合中训练我们的模型。 GET3D能够生成高质量的3D纹理网格，从汽车，椅子，动物，摩托车和人类角色到建筑物，对以前的方法进行了重大改进。

我们考虑了户外照明估算的挑战性问题，即影像逼真的虚拟对象将其插入照片中的目标。现有在室外照明估计的作品通常将场景照明简化为环境图，该图无法捕获室外场景中的空间变化的照明效果。在这项工作中，我们提出了一种神经方法，该方法可以从单个图像中估算5D HDR光场，以及一个可区分的对象插入公式，该公式可以通过基于图像的损失来端对端训练，从而鼓励现实主义。具体而言，我们设计了针对室外场景量身定制的混合照明表示，其中包含一个HDR Sky Dome，可处理太阳的极端强度，并具有体积的照明表示，该代表模拟了周围场景的空间变化外观。通过估计的照明，我们的阴影感知对象插入是完全可区分的，这使得对复合图像的对抗训练可以为照明预测提供其他监督信号。我们在实验上证明，混合照明表示比现有的室外照明估计方法更具性能。我们进一步显示了AR对象插入在自主驾驶应用程序中的好处，在对我们的增强数据进行培训时，我们可以在其中获得3D对象检测器的性能提高。

语义图像编辑利用本地语义标签图来生成所需的内容。最近的工作借用了Spade Block来实现语义图像编辑。但是，由于编辑区域和周围像素之间的样式差异，它无法产生令人愉悦的结果。我们将其归因于以下事实：Spade仅使用与图像无关的局部语义布局，但忽略了已知像素中包含的图像特定样式。为了解决此问题，我们提出了一个样式保存的调制（SPM），其中包括两个调制过程：第一个调制包含上下文样式和语义布局，然后生成两个融合的调制参数。第二次调制采用融合参数来调制特征图。通过使用这两种调制，SPM可以在保留特定图像的上下文样式的同时注入给定的语义布局。此外，我们设计了一种渐进式体系结构，以粗到精细的方式生成编辑的内容。提出的方法可以获得上下文一致的结果，并显着减轻生成区域和已知像素之间的不愉快边界。

最近已经示出了从2D图像中提取隐式3D表示的生成神经辐射场（GNERF）模型，以产生代表刚性物体的现实图像，例如人面或汽车。然而，他们通常难以产生代表非刚性物体的高质量图像，例如人体，这对许多计算机图形应用具有很大的兴趣。本文提出了一种用于人类图像综合的3D感知语义导向生成模型（3D-SAGGA），其集成了GNERF和纹理发生器。前者学习人体的隐式3D表示，并输出一组2D语义分段掩模。后者将这些语义面部掩模转化为真实的图像，为人类的外观添加了逼真的纹理。如果不需要额外的3D信息，我们的模型可以使用照片现实可控生成学习3D人类表示。我们在Deepfashion DataSet上的实验表明，3D-SAGGAN显着优于最近的基线。

Our result (c) Application: Edit object appearance (b) Application: Change label types (a) Synthesized resultFigure 1: We propose a generative adversarial framework for synthesizing 2048 × 1024 images from semantic label maps (lower left corner in (a)). Compared to previous work [5], our results express more natural textures and details. (b) We can change labels in the original label map to create new scenes, like replacing trees with buildings. (c) Our framework also allows a user to edit the appearance of individual objects in the scene, e.g. changing the color of a car or the texture of a road. Please visit our website for more side-by-side comparisons as well as interactive editing demos.

我们提出了Exe-Gan，这是一种新型的使用生成对抗网络的典范引导的面部介绍框架。我们的方法不仅可以保留输入面部图像的质量，而且还可以使用类似示例性的面部属性来完成图像。我们通过同时利用输入图像的全局样式，从随机潜在代码生成的随机样式以及示例图像的示例样式来实现这一目标。我们介绍了一个新颖的属性相似性指标，以鼓励网络以一种自我监督的方式从示例中学习面部属性的风格。为了确保跨地区边界之间的自然过渡，我们引入了一种新型的空间变体梯度反向传播技术，以根据空间位置调整损耗梯度。关于公共Celeba-HQ和FFHQ数据集的广泛评估和实际应用，可以验证Exe-GAN的优越性，从面部镶嵌的视觉质量来看。

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。

图像翻译和操纵随着深层生成模型的快速发展而引起了越来越多的关注。尽管现有的方法带来了令人印象深刻的结果，但它们主要在2D空间中运行。鉴于基于NERF的3D感知生成模型的最新进展，我们介绍了一项新的任务，语义到网络翻译，旨在重建由NERF模型的3D场景，该场景以一个单视语义掩码作为输入为条件。为了启动这项新颖的任务，我们提出了SEM2NERF框架。特别是，SEM2NERF通过将语义面膜编码到控制预训练的解码器的3D场景表示形式中来解决高度挑战的任务。为了进一步提高映射的准确性，我们将新的区域感知学习策略集成到编码器和解码器的设计中。我们验证了提出的SEM2NERF的功效，并证明它在两个基准数据集上的表现优于几个强基础。代码和视频可从https://donydchen.github.io/sem2nerf/获得

The introduction of high-quality image generation models, particularly the StyleGAN family, provides a powerful tool to synthesize and manipulate images. However, existing models are built upon high-quality (HQ) data as desired outputs, making them unfit for in-the-wild low-quality (LQ) images, which are common inputs for manipulation. In this work, we bridge this gap by proposing a novel GAN structure that allows for generating images with controllable quality. The network can synthesize various image degradation and restore the sharp image via a quality control code. Our proposed QC-StyleGAN can directly edit LQ images without altering their quality by applying GAN inversion and manipulation techniques. It also provides for free an image restoration solution that can handle various degradations, including noise, blur, compression artifacts, and their mixtures. Finally, we demonstrate numerous other applications such as image degradation synthesis, transfer, and interpolation.

我们提出了一个新的照明估计和编辑框架，以从单个有限视野（LFOV）图像中生成高动力范围（HDR）室内全景照明，该图像由低动力范围（LDR）摄像机捕获。现有的照明估计方法要么直接回归照明表示参数，要么将此问题分解为LFOV到panorama和LDR-TO-HDR照明子任务。但是，由于部分观察，高动力范围的照明以及场景的内在歧义，照明估计仍然是一项艰巨的任务。为了解决这个问题，我们建议将LDR和HDR Panorama合成融合到统一框架中，提出了一个耦合的双式全景全景合成网络（Stylelight）。 LDR和HDR Panorama合成共享类似的发电机，但具有单独的歧视器。在推断期间，给定LDR LFOV图像，我们提出了一种焦点掩盖的GAN反转方法，以通过LDR Panorama合成分支找到其潜在代码，然后通过HDR Panorama合成分支合成HDR Panorama。 Stylelight将LFOV-TO-PANORAMA和LDR-HDR LIGHTING GENTARTION带入统一的框架，从而大大改善了照明估计。广泛的实验表明，我们的框架在室内照明估计上实现了优于最先进方法的表现。值得注意的是，Stylelight还可以在室内HDR Panoramas上进行直观的照明编辑，这适用于现实世界中的应用。代码可从https://style-light.github.io获得。