Recent work leverages the expressive power of generative adversarial networks (GANs) to generate labeled synthetic datasets. These dataset generation methods often require new annotations of synthetic images, which forces practitioners to seek out annotators, curate a set of synthetic images, and ensure the quality of generated labels. We introduce the HandsOff framework, a technique capable of producing an unlimited number of synthetic images and corresponding labels after being trained on less than 50 pre-existing labeled images. Our framework avoids the practical drawbacks of prior work by unifying the field of GAN inversion with dataset generation. We generate datasets with rich pixel-wise labels in multiple challenging domains such as faces, cars, full-body human poses, and urban driving scenes. Our method achieves state-of-the-art performance in semantic segmentation, keypoint detection, and depth estimation compared to prior dataset generation approaches and transfer learning baselines. We additionally showcase its ability to address broad challenges in model development which stem from fixed, hand-annotated datasets, such as the long-tail problem in semantic segmentation.

基于GAN的生成建模的进展是，社区的推动是为了发现超出图像生成和编辑任务的使用。特别是，最近的几项工作表明，可以重新用诸如零件分割的判别任务重新用来重新用，尤其是当训练数据有限时。但这些改进如何解决自我监督学习的最新进展情况？由此引起这种激励，我们提出了一种基于对比学习的替代方法，并比较它们对标准的几次射击部分分割基准的性能。我们的实验表明，不仅GAN的方法不提供显着的性能优势，它们的多步训练很复杂，几乎是数量级较慢，并且可以引入额外的偏差。这些实验表明，由使用对比学习训练的标准前馈网络捕获的生成模型的感应偏差，例如它们的解开形状和纹理的能力。这些实验表明，目前生成模型中存在的电感偏差，例如它们的解开形状和纹理的能力，通过使用对比学习训练的标准前馈网络充分捕获。

生成的对抗网络（GANS）已经实现了图像生成的照片逼真品质。但是，如何最好地控制图像内容仍然是一个开放的挑战。我们介绍了莱特基照片，这是一个两级GaN，它在古典GAN目标上训练了训练，在一组空间关键点上有内部调节。这些关键点具有相关的外观嵌入，分别控制生成对象的位置和样式及其部件。我们使用合适的网络架构和培训方案地址的一个主要困难在没有领域知识和监督信号的情况下将图像解开到空间和外观因素中。我们展示了莱特基点提供可解释的潜在空间，可用于通过重新定位和交换Keypoint Embedding来重新安排生成的图像，例如通过组合来自不同图像的眼睛，鼻子和嘴巴来产生肖像。此外，关键点和匹配图像的显式生成启用了一种用于无监督的关键点检测的新的GaN的方法。

带有像素天标签的注释图像是耗时和昂贵的过程。最近，DataSetGan展示了有希望的替代方案 - 通过利用一小组手动标记的GaN生成的图像来通过生成的对抗网络（GAN）来综合大型标记数据集。在这里，我们将DataSetGan缩放到ImageNet类别的规模。我们从ImageNet上训练的类条件生成模型中拍摄图像样本，并为所有1K类手动注释每个类的5张图像。通过在Biggan之上培训有效的特征分割架构，我们将Bigan转换为标记的DataSet生成器。我们进一步表明，VQGan可以类似地用作数据集生成器，利用已经注释的数据。我们通过在各种设置中标记一组8K实图像并在各种设置中评估分段性能来创建一个新的想象因基准。通过广泛的消融研究，我们展示了利用大型生成的数据集来培训在像素 - 明智的任务上培训不同的监督和自我监督的骨干模型的大增益。此外，我们证明，使用我们的合成数据集进行预培训，以改善在几个下游数据集上的标准Imagenet预培训，例如Pascal-VOC，MS-Coco，Citycapes和Chink X射线以及任务（检测，细分）。我们的基准将公开并维护一个具有挑战性的任务的排行榜。项目页面：https://nv-tlabs.github.io/big-dataseTgan/

现有的GAN倒置和编辑方法适用于具有干净背景的对齐物体，例如肖像和动物面孔，但通常会为更加困难的类别而苦苦挣扎，具有复杂的场景布局和物体遮挡，例如汽车，动物和室外图像。我们提出了一种新方法，以在gan的潜在空间（例如stylegan2）中倒转和编辑复杂的图像。我们的关键想法是用一系列层的集合探索反演，从而将反转过程适应图像的难度。我们学会预测不同图像段的“可逆性”，并将每个段投影到潜在层。更容易的区域可以倒入发电机潜在空间中的较早层，而更具挑战性的区域可以倒入更晚的特征空间。实验表明，与最新的复杂类别的方法相比，我们的方法获得了更好的反转结果，同时保持下游的编辑性。请参阅我们的项目页面，网址为https://www.cs.cmu.edu/~saminversion。

The success of state-of-the-art deep neural networks heavily relies on the presence of large-scale labelled datasets, which are extremely expensive and time-consuming to annotate. This paper focuses on tackling semi-supervised part segmentation tasks by generating high-quality images with a pre-trained GAN and labelling the generated images with an automatic annotator. In particular, we formulate the annotator learning as a learning-to-learn problem. Given a pre-trained GAN, the annotator learns to label object parts in a set of randomly generated images such that a part segmentation model trained on these synthetic images with their predicted labels obtains low segmentation error on a small validation set of manually labelled images. We further reduce this nested-loop optimization problem to a simple gradient matching problem and efficiently solve it with an iterative algorithm. We show that our method can learn annotators from a broad range of labelled images including real images, generated images, and even analytically rendered images. Our method is evaluated with semi-supervised part segmentation tasks and significantly outperforms other semi-supervised competitors when the amount of labelled examples is extremely limited.

最近在图像编辑中找到了生成的对抗网络（GANS）。但是，大多数基于GaN的图像编辑方法通常需要具有用于训练的语义分段注释的大规模数据集，只提供高级控制，或者仅在不同图像之间插入。在这里，我们提出了EditGan，一种用于高质量，高精度语义图像编辑的新方法，允许用户通过修改高度详细的部分分割面罩，例如，为汽车前灯绘制新掩模来编辑图像。编辑登上的GAN框架上建立联合模型图像及其语义分割，只需要少数标记的示例，使其成为编辑的可扩展工具。具体地，我们将图像嵌入GaN潜在空间中，并根据分割编辑执行条件潜代码优化，这有效地修改了图像。算优化优化，我们发现在实现编辑的潜在空间中找到编辑向量。该框架允许我们学习任意数量的编辑向量，然后可以直接应用于交互式速率的其他图像。我们通过实验表明，EditGan可以用前所未有的细节和自由来操纵图像，同时保留完整的图像质量。我们还可以轻松地组合多个编辑并执行超出EditGan训练数据的合理编辑。我们在各种图像类型上展示编辑，并定量优于标准编辑基准任务的几种先前编辑方法。

人类的姿势告诉我们一个场景吗？我们提出了一个任务来回答这个问题：给予人类姿势作为输入，幻觉兼容兼容的场景。人类姿势语义，环境承受，对象交互捕获的微妙提示 - 提供令人惊讶的洞察力，涉及哪些场景。我们为姿势调节场景生成提供了一个大型生成的对抗性网络。我们显着缩放了培训数据的大小和复杂性，策划了在日常环境中遏制了含有超过1900万帧的大型元数据集。我们对STYLEGAN2的模型的能力增加了调整这些复杂数据，并设计一个推动我们模型的姿势调节机制，以了解姿势和场景之间的差别关系。我们利用我们的培训模型进行各种应用：有或没有人类的幻觉兼容的场景，可视化不兼容的场景并姿势，将一个人从一个生成的图像放入另一个场景，动画姿势。我们的模型在准确的人体放置（正确关键点的百分比）和图像质量（FroEchet Inception距离）方面，我们的模型产生了不同的样本和占据了姿势调节的样式2和PIX2PIX基线。

最近的研究表明，风格老年提供了对图像合成和编辑的下游任务的有希望的现有模型。然而，由于样式盖的潜在代码被设计为控制全球样式，因此很难实现对合成图像的细粒度控制。我们提出了SemanticStylegan，其中发电机训练以分别培训局部语义部件，并以组成方式合成图像。不同局部部件的结构和纹理由相应的潜在码控制。实验结果表明，我们的模型在不同空间区域之间提供了强烈的解剖。当与为样式器设计的编辑方法结合使用时，它可以实现更细粒度的控制，以编辑合成或真实图像。该模型也可以通过传输学习扩展到其他域。因此，作为具有内置解剖学的通用先前模型，它可以促进基于GaN的应用的发展并实现更多潜在的下游任务。

Current state-of-the-art segmentation techniques for ocular images are critically dependent on large-scale annotated datasets, which are labor-intensive to gather and often raise privacy concerns. In this paper, we present a novel framework, called BiOcularGAN, capable of generating synthetic large-scale datasets of photorealistic (visible light and near-infrared) ocular images, together with corresponding segmentation labels to address these issues. At its core, the framework relies on a novel Dual-Branch StyleGAN2 (DB-StyleGAN2) model that facilitates bimodal image generation, and a Semantic Mask Generator (SMG) component that produces semantic annotations by exploiting latent features of the DB-StyleGAN2 model. We evaluate BiOcularGAN through extensive experiments across five diverse ocular datasets and analyze the effects of bimodal data generation on image quality and the produced annotations. Our experimental results show that BiOcularGAN is able to produce high-quality matching bimodal images and annotations (with minimal manual intervention) that can be used to train highly competitive (deep) segmentation models (in a privacy aware-manner) that perform well across multiple real-world datasets. The source code for the BiOcularGAN framework is publicly available at https://github.com/dariant/BiOcularGAN.

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/}.

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。

与生成对抗网络（GAN）的图像和分割掩模的联合合成有望减少用像素通过像素注释收集图像数据所需的精力。但是，要学习高保真图像掩码合成，现有的GAN方法首先需要一个需要大量图像数据的预训练阶段，这限制了其在受限图像域中的利用。在这项工作中，我们迈出了一步，以减少此限制，从而引入了单次图像掩码合成的任务。我们旨在仅给出一个单个标记的示例，生成各种图像及其分割面具，并假设与以前的模型相反，则无法访问任何预训练数据。为此，我们受到单图像gan的最新体系结构发展的启发，我们介绍了OSMIS模型，该模型可以合成分割掩模，这些掩模与单次镜头中生成的图像完全一致。除了实现产生的口罩的高保真度外，OSMIS在图像合成质量和多样性中的最先进的单图像模型优于最先进的单位图。此外，尽管没有使用任何其他数据，OSMIS还是表现出令人印象深刻的能力，可以作为一击细分应用程序的有用数据增强的来源，提供了与标准数据增强技术相辅相成的性能提高。代码可从https://github.com/ boschresearch/One-shot-synthesis获得

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。

真实图像进入样式中的潜在空间是一个研究的问题。然而，由于重建和可编辑性之间的固有权衡，将现有的现实情景方法应用于现实世界的情况仍然是一个开放的挑战：可以准确代表真实图像的潜在空间区域通常遭受降级的语义控制。最近的工作提出通过微调发电机将目标图像添加到潜在空间的良好编辑区域来减轻此权衡。在有希望的同时，这种微调方案对于普遍使用而言是不切实际的，因为它需要每个新图像需要冗长的训练阶段。在这项工作中，我们将这种方法介绍到基于编码器的反演的领域。我们提出了一个HyperSTYLE，一个高度作品，用于学习调制Stylegan权重，以忠实地在潜在空间的可编辑区域中表达给定的图像。一个天真的调制方法需要培训超过30亿参数的高度工作。通过仔细的网络设计，我们将其降低到与现有的编码器一致。 Hyperstyle产生与具有编码器的近实时推理能力的优化技术相当的重建。最后，我们展示了超出了超出了反转任务的若干应用的效力，包括编辑域名域名的域外图像。

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.

由于GaN潜在空间的勘探和利用，近年来，现实世界的图像操纵实现了奇妙的进展。 GaN反演是该管道的第一步，旨在忠实地将真实图像映射到潜在代码。不幸的是，大多数现有的GaN反演方法都无法满足下面列出的三个要求中的至少一个：重建质量，可编辑性和快速推断。我们在本研究中提出了一种新的两阶段策略，同时适合所有要求。在第一阶段，我们训练编码器将输入图像映射到StyleGan2 $ \ Mathcal {W} $ - 空间，这被证明具有出色的可编辑性，但重建质量较低。在第二阶段，我们通过利用一系列HyperNetWorks来补充初始阶段的重建能力以在反转期间恢复缺失的信息。这两个步骤互相补充，由于Hypernetwork分支和由于$ \ Mathcal {W} $ - 空间中的反转，因此由于HyperNetwork分支和优异的可编辑性而相互作用。我们的方法完全是基于编码器的，导致极快的推断。关于两个具有挑战性的数据集的广泛实验证明了我们方法的优越性。

由于深度学习模型越来越多地用于安全关键应用，可解释性和可信度成为主要问题。对于简单的图像，例如低分辨率面部肖像，最近已经提出了综合视觉反事实解释作为揭示训练分类模型的决策机制的一种方法。在这项工作中，我们解决了为高质量图像和复杂场景产生了反事实解释的问题。利用最近的语义到图像模型，我们提出了一种新的生成反事实解释框架，可以产生卓越的稀疏修改，该框架可以保护整体场景结构。此外，我们介绍了“区域目标反事实解释”的概念和相应的框架，其中用户可以通过指定查询图像的一组语义区域来指导反事实的生成说明必须是关于的。在具有挑战性的数据集中进行了广泛的实验，包括高质量的肖像（Celebamask-HQ）和驾驶场景（BDD100K）。

StyleGAN has achieved great progress in 2D face reconstruction and semantic editing via image inversion and latent editing. While studies over extending 2D StyleGAN to 3D faces have emerged, a corresponding generic 3D GAN inversion framework is still missing, limiting the applications of 3D face reconstruction and semantic editing. In this paper, we study the challenging problem of 3D GAN inversion where a latent code is predicted given a single face image to faithfully recover its 3D shapes and detailed textures. The problem is ill-posed: innumerable compositions of shape and texture could be rendered to the current image. Furthermore, with the limited capacity of a global latent code, 2D inversion methods cannot preserve faithful shape and texture at the same time when applied to 3D models. To solve this problem, we devise an effective self-training scheme to constrain the learning of inversion. The learning is done efficiently without any real-world 2D-3D training pairs but proxy samples generated from a 3D GAN. In addition, apart from a global latent code that captures the coarse shape and texture information, we augment the generation network with a local branch, where pixel-aligned features are added to faithfully reconstruct face details. We further consider a new pipeline to perform 3D view-consistent editing. Extensive experiments show that our method outperforms state-of-the-art inversion methods in both shape and texture reconstruction quality. Code and data will be released.

由于发型的复杂性和美味，编辑发型是独一无二的，而且具有挑战性。尽管最近的方法显着改善了头发的细节，但是当源图像的姿势与目标头发图像的姿势大不相同时，这些模型通常会产生不良的输出，从而限制了其真实世界的应用。发型是一种姿势不变的发型转移模型，可以减轻这种限制，但在保留精致的头发质地方面仍然表现出不令人满意的质量。为了解决这些局限性，我们提出了配备潜在优化和新呈现的局部匹配损失的高性能姿势不变的发型转移模型。在stylegan2潜在空间中，我们首先探索目标头发的姿势对准的潜在代码，并根据本地风格匹配保留了详细纹理。然后，我们的模型对源的遮挡构成了对齐的目标头发的遮挡，并将两个图像混合在一起以产生最终输出。实验结果表明，我们的模型在在较大的姿势差异和保留局部发型纹理下转移发型方面具有优势。