Fig. 1. Masked images and corresponding inpainted results using our partialconvolution based network.
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Figure 1: Example inpainting results of our method on images of natural scene, face and texture. Missing regions are shown in white. In each pair, the left is input image and right is the direct output of our trained generative neural networks without any post-processing.
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Figure 1: Free-form image inpainting results by our system built on gated convolution. Each triad shows original image, free-form input and our result from left to right. The system supports free-form mask and guidance like user sketch. It helps user remove distracting objects, modify image layouts and edit faces in images.
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深度学习方法在图像染色中优于传统方法。为了生成上下文纹理，研究人员仍在努力改进现有方法，并提出可以提取，传播和重建类似于地面真实区域的特征的模型。此外，更深层的缺乏高质量的特征传递机制有助于对所产生的染色区域有助于持久的像差。为了解决这些限制，我们提出了V-Linknet跨空间学习策略网络。为了改善语境化功能的学习，我们设计了一种使用两个编码器的损失模型。此外，我们提出了递归残留过渡层（RSTL）。 RSTL提取高电平语义信息并将其传播为下层。最后，我们将在与不同面具的同一面孔和不同面部面上的相同面上进行了比较的措施。为了提高图像修复再现性，我们提出了一种标准协议来克服各种掩模和图像的偏差。我们使用实验方法调查V-LinkNet组件。当使用标准协议时，在Celeba-HQ上评估时，我们的结果超越了现有技术。此外，我们的模型可以在Paris Street View上评估时概括良好，以及具有标准协议的Parume2数据集。
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基于补丁的方法和深度网络已经采用了解决图像染色问题，具有自己的优势和劣势。基于补丁的方法能够通过从未遮盖区域搜索最近的邻居修补程序来恢复具有高质量纹理的缺失区域。但是，这些方法在恢复大缺失区域时会带来问题内容。另一方面，深度网络显示有希望的成果完成大区域。尽管如此，结果往往缺乏类似周围地区的忠诚和尖锐的细节。通过汇集两个范式中，我们提出了一种新的深度染色框架，其中纹理生成是由从未掩蔽区域提取的补丁样本的纹理记忆引导的。该框架具有一种新颖的设计，允许使用深度修复网络训练纹理存储器检索。此外，我们还介绍了贴片分配损失，以鼓励高质量的贴片合成。所提出的方法在三个具有挑战性的图像基准测试中，即地位，Celeba-HQ和巴黎街道视图数据集来说，该方法显示出质量和定量的卓越性能。
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场景文本擦除，它在自然图像中替换了具有合理内容的文本区域，近年来在计算机视觉社区中造成了重大关注。场景文本删除中有两个潜在的子任务：文本检测和图像修复。两个子任务都需要相当多的数据来实现更好的性能;但是，缺乏大型现实世界场景文本删除数据集不允许现有方法实现其潜力。为了弥补缺乏成对的真实世界数据，我们在额外的增强后大大使用了合成文本，随后仅在改进的合成文本引擎生成的数据集上培训了我们的模型。我们所提出的网络包含一个笔划掩模预测模块和背景染色模块，可以从裁剪文本图像中提取文本笔划作为相对较小的孔，以维持更多的背景内容以获得更好的修复结果。该模型可以用边界框部分删除场景图像中的文本实例，或者使用现有场景文本检测器进行自动场景文本擦除。 SCUT-SYN，ICDAR2013和SCUT-ENSTEXT数据集的定性和定量评估的实验结果表明，即使在现实世界数据上培训，我们的方法也显着优于现有的最先进的方法。
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在过去十年中，深度学习的出现极大地帮助进步了图像。尽管实现了有希望的性能，但基于深度学习的载体算法仍然因结构和上下文特征的融合而造成的失真而挣扎，这些特征通常是从卷积编码器的深层和浅层层中获得的。在这一观察过程中，我们提出了一个新型的渐进式介绍网络，该网络维持了处理的图像的结构和上下文完整性。更具体地说，受高斯和拉普拉斯金字塔的启发，提出的网络的核心是一个名为GLE的特征提取模块。堆叠GLE模块使网络能够从不同的图像频率组件中提取图像特征。这种能力对于维持结构和上下文完整性很重要，对于高频组件对应于结构信息，而低频组件对应于上下文信息。提出的网络利用GLE功能以迭代方式逐渐以损坏的图像填充缺失区域。我们的基准测试实验表明，所提出的方法在许多最先进的介绍算法上取得了明显的改善。
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尽管深度学习使图像介绍方面取得了巨大的飞跃，但当前的方法通常无法综合现实的高频细节。在本文中，我们建议将超分辨率应用于粗糙的重建输出，以高分辨率进行精炼，然后将输出降低到原始分辨率。通过将高分辨率图像引入改进网络，我们的框架能够重建更多的细节，这些细节通常由于光谱偏置而被平滑 - 神经网络倾向于比高频更好地重建低频。为了协助培训大型高度孔洞的改进网络，我们提出了一种渐进的学习技术，其中缺失区域的大小随着培训的进行而增加。我们的缩放，完善和缩放策略，结合了高分辨率的监督和渐进学习，构成了一种框架 - 不合时宜的方法，用于增强高频细节，可应用于任何基于CNN的涂层方法。我们提供定性和定量评估以及消融分析，以显示我们方法的有效性。这种看似简单但功能强大的方法优于最先进的介绍方法。我们的代码可在https://github.com/google/zoom-to-inpaint中找到
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通过最近使用深神经网络，图像纯洁方法显示出显着的改进。然而，许多这些技术经常产生与周围区域不一致的扭曲的结构或模糊纹理。该问题植根于编码器层的无效，在建立缺失地区的完全和忠实的嵌入时。为了解决这个问题，两阶段方法部署了两个单独的网络，用于对染色图像的粗略和精细估计。一些方法利用手工制作的特征，如边缘或轮廓，以指导重建过程。由于多个发电机网络，手工特征有限，并且在地面真理中存在的信息的次优，这些方法遭受巨大的计算开销。通过这些观察结果，我们提出了一种基于蒸馏的方法，用于以自适应方式为编码器层提供直接特征级监督。我们部署交叉和自蒸馏技术，并讨论了对编码器中专用完成块的需要，以实现蒸馏靶。我们对多个数据集进行广泛的评估以验证我们的方法。
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最近，Deep Models已经建立了SOTA性能，用于低分辨率图像介绍，但它们缺乏与现代相机（如4K或更多相关的现代相机）以及大孔相关的分辨率的保真度。我们为4K及以上代表现代传感器的照片贡献了一个介绍的基准数据集。我们展示了一个新颖的框架，结合了深度学习和传统方法。我们使用现有的深入介质模型喇嘛合理地填充孔，建立三个由结构，分割，深度组成的指南图像，并应用多个引导的贴片amatch，以产生八个候选候选图像。接下来，我们通过一个新型的策划模块来喂食所有候选构图，该模块选择了8x8反对称成对偏好矩阵的列求和良好的介绍。我们框架的结果受到了8个强大基线的用户的压倒性优先，其定量指标的改进高达7.4，而不是最好的基线喇嘛，而我们的技术与4种不同的SOTA配对时，我们的技术都会改善每个座椅，以使我们的每个人都非常偏爱用户，而不是用户偏爱用户。强大的超级分子基线。
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图像介入寻求一种语义一致的方法，以根据其未掩盖的内容来恢复损坏的图像。以前的方法通常将训练有素的甘恩重复使用，然后在产生逼真的斑块中用于缺少GAN反转的孔。然而，在这些算法中对硬约束的无知可能会产生gan倒置和图像插入之间的差距。在解决这个问题的情况下，我们在本文中设计了一个新颖的GAN反转模型，用于图像插入，称为Interverfill，主要由带有预调制模块的编码器和具有F＆W+潜在空间的GAN生成器组成。在编码器中，预调制网络利用多尺度结构将更多的歧视语义编码为样式向量。为了弥合GAN倒置和图像插入之间的缝隙，提出了F＆W+潜在空间以消除巨大的颜色差异和语义不一致。为了重建忠实和逼真的图像，一个简单而有效的软上升平均潜在模块旨在捕获更多样化的内域模式，以合成大型腐败的高保真质地。在包括Ploce2，Celeba-HQ，Metfaces和Scenery在内的四个具有挑战性的数据集上进行的全面实验表明，我们的Intervill效果优于定性和定量的高级方法，并支持室外图像的完成。
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最近的研究表明，在介绍问题中建模长期相互作用的重要性。为了实现这一目标，现有方法利用独立的注意技术或变压器，但考虑到计算成本，通常在低分辨率下。在本文中，我们提出了一个基于变压器的新型模型，用于大孔介入，该模型统一了变压器和卷积的优点，以有效地处理高分辨率图像。我们仔细设计框架的每个组件，以确保恢复图像的高保真度和多样性。具体而言，我们自定义了一个面向内部的变压器块，其中注意模块仅从部分有效令牌中汇总非本地信息，该信息由动态掩码表示。广泛的实验证明了在多个基准数据集上新模型的最新性能。代码在https://github.com/fenglinglwb/mat上发布。
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We present an unsupervised visual feature learning algorithm driven by context-based pixel prediction. By analogy with auto-encoders, we propose Context Encoders -a convolutional neural network trained to generate the contents of an arbitrary image region conditioned on its surroundings. In order to succeed at this task, context encoders need to both understand the content of the entire image, as well as produce a plausible hypothesis for the missing part(s). When training context encoders, we have experimented with both a standard pixel-wise reconstruction loss, as well as a reconstruction plus an adversarial loss. The latter produces much sharper results because it can better handle multiple modes in the output. We found that a context encoder learns a representation that captures not just appearance but also the semantics of visual structures. We quantitatively demonstrate the effectiveness of our learned features for CNN pre-training on classification, detection, and segmentation tasks. Furthermore, context encoders can be used for semantic inpainting tasks, either stand-alone or as initialization for non-parametric methods.
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Single image super-resolution is the task of inferring a high-resolution image from a single low-resolution input. Traditionally, the performance of algorithms for this task is measured using pixel-wise reconstruction measures such as peak signal-to-noise ratio (PSNR) which have been shown to correlate poorly with the human perception of image quality. As a result, algorithms minimizing these metrics tend to produce over-smoothed images that lack highfrequency textures and do not look natural despite yielding high PSNR values.We propose a novel application of automated texture synthesis in combination with a perceptual loss focusing on creating realistic textures rather than optimizing for a pixelaccurate reproduction of ground truth images during training. By using feed-forward fully convolutional neural networks in an adversarial training setting, we achieve a significant boost in image quality at high magnification ratios. Extensive experiments on a number of datasets show the effectiveness of our approach, yielding state-of-the-art results in both quantitative and qualitative benchmarks.
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桥接全球上下文交互正确对大面具的高保真图像完成非常重要。先前的方法通过深或大的接收领域（RF）卷积无法逃离附近互动的主导地位，这可能是劣等的。在本文中，我们建议将图像完成视为无缝的序列到序列预测任务，并部署变压器以直接捕获编码器中的远程依赖性。至关重要，我们使用具有小而非重叠的RF的限制性CNN，用于加权令牌表示，这允许变压器明确地模拟所有层中的相同重要性，而在使用较大的RF时，没有隐含地混淆邻居令牌。为了改善可见区域之间的外观一致性，引入了一种新的注意力层（aal）以更好地利用远方相关的高频功能。总体而言，与若干数据集上的最先进方法相比，大量实验表现出卓越的性能。
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对于多个实际应用，例如对象删除和图像编辑，图像介入是必不可少的任务。基于GAN的Deep Models大大改善了孔内结构和纹理的覆盖性能，但也可能产生意外的伪像，例如破裂的结构或颜色斑点。用户认为这些工件可以判断涂料模型的有效性，并修饰这些不完美的区域，以再次在典型的修饰工作流程中涂漆。受此工作流程的启发，我们提出了一项新的学习任务，以自动对知觉伪像的自动分割，并将模型应用于介入模型评估和迭代精致。具体而言，我们首先通过在最新的介入模型的结果中手动注释感知工件来构建一个新的镶嵌工件数据集。然后，我们在此数据集上训练高级细分网络，以可靠地将贴有映像的插入式伪像。其次，我们提出了一个称为感知伪影比率（PAR）的新的可解释的评估度量，该度量是令人反感的被涂料区域与整个原始区域的比率。 PAR证明了与实际用户偏好的密切相关性。最后，我们通过将我们的方法与多种最新涂料方法相结合，进一步将生成的掩码用于迭代图像介入。广泛的实验表明，在不同方法中，伪影区域的始终减少和质量改进。
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图像介入是一个不适的问题，可以基于带有遮罩的不完整图像来恢复缺失或损坏的图像内容。以前的作品通常可以预测辅助结构（例如边缘，分割和轮廓），以帮助以多阶段的方式填充视觉逼真的斑块。但是，不精确的辅助先验可能会产生有偏见的成分结果。此外，对于复杂的神经网络的多个阶段来实现的某些方法是耗时的。为了解决此问题，我们开发了一个端到端的多模式引导的变压器网络，包括一个镶嵌分支和两个用于语义分割和边缘纹理的辅助分支。在每个变压器块中，提出的多尺度空间感知注意模块可以通过辅助构成规范有效地学习多模式结构特征。与以前依赖于偏见先验的直接指导的方法不同，我们的方法基于来自多种模式的判别性相互作用信息，在图像中具有语义一致的上下文。关于几个具有挑战性的图像镶嵌数据集的全面实验表明，我们的方法实现了最先进的性能，以有效地处理各种常规/不规则面具。
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大多数现代脸部完成方法采用AutoEncoder或其变体来恢复面部图像中缺失的区域。编码器通常用于学习强大的表现，在满足复杂的学习任务的挑战方面发挥着重要作用。具体地，各种掩模通常在野外的面部图像中呈现，形成复杂的图案，特别是在Covid-19的艰难时期。编码器很难在这种复杂的情况下捕捉如此强大的陈述。为了解决这一挑战，我们提出了一个自我监督的暹罗推论网络，以改善编码器的泛化和鲁棒性。它可以从全分辨率图像编码上下文语义并获得更多辨别性表示。为了处理面部图像的几何变型，将密集的对应字段集成到网络中。我们进一步提出了一种具有新型双重关注融合模块（DAF）的多尺度解码器，其可以以自适应方式将恢复和已知区域组合。这种多尺度架构有利于解码器利用从编码器学习到图像中的辨别性表示。广泛的实验清楚地表明，与最先进的方法相比，拟议的方法不仅可以实现更具吸引力的结果，而且还提高了蒙面的面部识别的性能。
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深层图像介绍取得了令人印象深刻的进步，随着图像产生和处理算法的最新进展。我们声称，可以通过生成的结构和纹理更好地判断介入算法的性能。结构是指孔中生成的对象边界或新的几何结构，而纹理是指高频细节，尤其是在结构区域内填充的人造重复模式。我们认为，更好的结构通常是从基于粗糙的GAN的发电机网络中获得的，而如今重复模式可以通过最新的高频快速快速傅立叶卷积层进行更好的建模。在本文中，我们提出了一个新颖的介绍网络，结合了这两种设计的优势。因此，我们的模型具有出色的视觉质量，可以匹配结构生成和使用单个网络重复纹理合成的最新性能。广泛的实验证明了该方法的有效性，我们的结论进一步突出了图像覆盖质量，结构和纹理的两个关键因素，即未来的设计方向。
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最近的图像入介方法取得了长足的进步，但在处理复杂图像中的大孔时，通常很难产生合理的图像结构。这部分是由于缺乏有效的网络结构可以捕获图像的远程依赖性和高级语义。我们提出了级联调制GAN（CM-GAN），这是一种新的网络设计，由编码器组成，该设计由带有傅立叶卷积块的编码器组成，该块从带有孔的输入图像中提取多尺度特征表示，并带有带有新型级联全球空间调制的双流式解码器在每个比例尺上块。在每个解码器块中，首先应用全局调制以执行粗糙和语义感知的结构合成，然后进行空间调制以进一步以空间自适应的方式调整特征图。此外，我们设计了一种对象感知的培训方案，以防止网络在孔内部幻觉，从而满足实际情况下对象删除任务的需求。进行了广泛的实验，以表明我们的方法在定量和定性评估中都显着优于现有方法。请参阅项目页面：\ url {https://github.com/htzheng/cm-gan-inpainting}。
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