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.

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。

demonstrate this by synthesizing photographic images at 2-megapixel resolution, the full resolution of our training data. Extensive perceptual experiments on datasets of outdoor and indoor scenes demonstrate that images synthesized by the presented approach are considerably more realistic than alternative approaches.

We propose semantic region-adaptive normalization (SEAN), a simple but effective building block for Generative Adversarial Networks conditioned on segmentation masks that describe the semantic regions in the desired output image. Using SEAN normalization, we can build a network architecture that can control the style of each semantic region individually, e.g., we can specify one style reference image per region. SEAN is better suited to encode, transfer, and synthesize style than the best previous method in terms of reconstruction quality, variability, and visual quality. We evaluate SEAN on multiple datasets and report better quan-titative metrics (e.g. FID, PSNR) than the current state of the art. SEAN also pushes the frontier of interactive image editing. We can interactively edit images by changing segmentation masks or the style for any given region. We can also interpolate styles from two reference images per region. Code: https://github.com/ZPdesu/SEAN .

Figure 1. The proposed pixel2style2pixel framework can be used to solve a wide variety of image-to-image translation tasks. Here we show results of pSp on StyleGAN inversion, multi-modal conditional image synthesis, facial frontalization, inpainting and super-resolution.

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。

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。

Labels to Facade BW to Color Aerial to Map Labels to Street Scene Edges to Photo input output input input input input output output output output input output Day to Night Figure 1: Many problems in image processing, graphics, and vision involve translating an input image into a corresponding output image.These problems are often treated with application-specific algorithms, even though the setting is always the same: map pixels to pixels. Conditional adversarial nets are a general-purpose solution that appears to work well on a wide variety of these problems. Here we show results of the method on several. In each case we use the same architecture and objective, and simply train on different data.

Facial image manipulation has achieved great progress in recent years. However, previous methods either operate on a predefined set of face attributes or leave users little freedom to interactively manipulate images. To overcome these drawbacks, we propose a novel framework termed MaskGAN, enabling diverse and interactive face manipulation. Our key insight is that semantic masks serve as a suitable intermediate representation for flexible face manipulation with fidelity preservation. MaskGAN has two main components: 1) Dense Mapping Network (DMN) and 2) Editing Behavior Simulated Training (EBST). Specifically, DMN learns style mapping between a free-form user modified mask and a target image, enabling diverse generation results. EBST models the user editing behavior on the source mask, making the overall framework more robust to various manipulated inputs. Specifically, it introduces dual-editing consistency as the auxiliary supervision signal. To facilitate extensive studies, we construct a large-scale high-resolution face dataset with fine-grained mask annotations named CelebAMask-HQ. MaskGAN is comprehensively evaluated on two challenging tasks: attribute transfer and style copy, demonstrating superior performance over other state-of-the-art methods. The code, models, and dataset are available at https://github.com/switchablenorms/CelebAMask-HQ.

素描是内容创建的直观有效的方法。尽管使用生成的对抗网络已经取得了显着的进展，但对合成含量进行细粒度的控制仍然很具有挑战性。现有图像翻译网络中广泛采用的实例标准化层在输入草图中洗净细节，并导致对生成的面部图像所需形状的精确控制丧失。在本文中，我们全面研究了实例归一化对从手绘草图产生逼真的面部图像的效果。我们首先引入一种可视化方法，以分析具有一组特定更改的草图的特征嵌入。基于视觉分析，我们修改了基线图像翻译模型中的实例归一层层。我们详细阐述了一套新的手绘草图，其中有11种特殊设计的更改并进行了广泛的实验分析。结果和用户研究表明，我们的方法显着提高了合成图像的质量以及与用户意图的一致性。

图像合成的现有方法利用基于堆叠的堆叠和池层的样式编码器，以从输入图像生成样式代码。然而，编码的矢量不一定包含相应图像的本地信息，因为通过这种缩小程序往往将小规模对象倾向于“撤离”。在本文中，我们提出了基于Superpixel的式编码器的深度图像合成，名为SuperstyLeNet。首先，我们基于SuperPixels直接从原始图像中提取样式代码，以考虑本地对象。其次，基于图形分析，我们在矢量化风格代码中恢复空间关系。因此，所提出的网络通过将样式代码映射到语义标签来实现高质量的图像合成。实验结果表明，该方法在视觉质量和定量测量方面优于最先进的方法。此外，我们通过调整样式代码来实现精心制作的空间方式编辑。

Random samples from a single image Single training image Figure 1: Image generation learned from a single training image. We propose SinGAN-a new unconditional generative model trained on a single natural image. Our model learns the image's patch statistics across multiple scales, using a dedicated multi-scale adversarial training scheme; it can then be used to generate new realistic image samples that preserve the original patch distribution while creating new object configurations and structures.

Many image-to-image translation problems are ambiguous, as a single input image may correspond to multiple possible outputs. In this work, we aim to model a distribution of possible outputs in a conditional generative modeling setting. The ambiguity of the mapping is distilled in a low-dimensional latent vector, which can be randomly sampled at test time. A generator learns to map the given input, combined with this latent code, to the output. We explicitly encourage the connection between output and the latent code to be invertible. This helps prevent a many-to-one mapping from the latent code to the output during training, also known as the problem of mode collapse, and produces more diverse results. We explore several variants of this approach by employing different training objectives, network architectures, and methods of injecting the latent code. Our proposed method encourages bijective consistency between the latent encoding and output modes. We present a systematic comparison of our method and other variants on both perceptual realism and diversity.

我们提出了一种用于自动驾驶应用的图像增强的组成方法。它是一个端到端的神经网络，被训练，以便无缝地构成作为从物体图像的裁剪补片所代表的物体（例如，车辆或行人）进入背景场景图像。由于我们的方法强调了组合图像的语义和结构一致性，而不是它们的像素级RGB精度，我们通过结构感知功能来定制我们网络的输入和输出，相应地设计了我们的网络损耗。具体而言，我们的网络从输入场景图像中获取语义布局特征，从输入对象补丁中的边缘和剪影编码的功能，以及潜像作为输入的潜在代码，并生成定义平移和缩放的2D空间仿射变换对象补丁。学习的参数进一步进入可分扩展的空间变压器网络，以将对象补丁转换为目标图像，其中我们的模型通过仿射变换鉴别器和布局鉴别器对其进行对面的培训。我们评估我们的网络，为结构感知组成，在质量，可组合性和复合图像的概念方面，在突出的自动驾驶数据集上。对最先进的替代品进行比较，确认我们的方法的优越性。

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。

我们引入了无缝卫星图像综合（SSS），这是一种新型神经结构，可以从制图数据创建尺度和空间连续卫星纹理。虽然2D地图数据便宜且易于合成，但精确的卫星图像价格昂贵，通常不可用或过期。我们的方法产生通过尺度空间一致的任意大空间范围内的无缝纹理。为了克服图像到图像转换方法中的图块大小限制，SSS学习以语义上有意义的方式在瓷砖图像之间移除接缝。通过在样式和制图数据上的网络层次结构实现尺度空间连续性。我们的定性和定量评估表明，我们的系统在几个关键领域的最先进。我们将应用程序显示为纹理程序生成地图和交互式卫星图像操作。

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。

有条件的生成对冲网络（CGANS）为许多视觉和图形应用程序启用了可控图像合成。然而，最近的CGANS比现代识别CNNS更加计算密集型1-2个数量级。例如，Gaugan每张图像消耗281G Mac，而MobileNet-V3的0.44g Mac相比，使交互式部署难以实现。在这项工作中，我们提出了一种通用压缩框架，用于减少CGAN中发电机的推理时间和模型大小。直接应用现有的压缩方法由于GaN培训的难度和发电机架构的差异而产生差的性能。我们以两种方式解决了这些挑战。首先，为了稳定GaN培训，我们将原型模型的多个中间表示的知识转移到其压缩模型，统一未配对和配对的学习。其次，我们的方法通过神经架构搜索找到高效的架构，而不是重用现有的CNN设计。为了加速搜索过程，我们通过重量共享解耦模型培训并搜索。实验证明了我们在不同监督环境，网络架构和学习方法中的方法的有效性。在没有损失图像质量的情况下，我们将Cycleangan，Pix2pix的Cryclan，Pix2pix的计算计算为12倍，Munit By 29X，Gaugan，通过9倍，为交互式图像合成铺平道路。