我们提出了一种解决从脸部单个运动模糊图像的新观点渲染夏普视频的新颖任务。我们的方法通过隐式地通过三个大型数据集的联合训练来处理面部的几何和运动来处理面部模糊的复杂性：FFHQ和300VW，我们构建的新伯尔尼多视图DataSet（BMFD） 。前两个数据集提供了各种各样的面，并允许我们的模型更好地概括。 BMFD允许我们引入多视图约束，这对于从新的相机视图综合夏普视频至关重要。它由来自多个主题的多种视图的高帧速率同步视频组成，这些拍摄对象的多个观点显示了广泛的面部表情。我们使用高帧率视频通过平均来模拟现实运动模糊。感谢此数据集，我们训练一个神经网络，从单个图像和相应的面凝视中重建3D视频表示。然后，我们将相对于估计的凝视和模糊图像提供相机视点，作为对编码器解码器网络的输入，以生成具有新颖的相机视点的锐框的视频。我们在我们的多视图数据集和Vidtimit的测试对象上展示了我们的方法。

生产级别的工作流程用于产生令人信服的3D动态人体面孔长期以来依赖各种劳动密集型工具用于几何和纹理生成，运动捕获和索具以及表达合成。最近的神经方法可以使单个组件自动化，但是相应的潜在表示不能像常规工具一样为艺术家提供明确的控制。在本文中，我们提出了一种新的基于学习的，视频驱动的方法，用于生成具有高质量基于物理资产的动态面部几何形状。对于数据收集，我们构建了一个混合多视频测量捕获阶段，与超快速摄像机耦合以获得原始的3D面部资产。然后，我们着手使用单独的VAE对面部表达，几何形状和基于物理的纹理进行建模，我们在各个网络的潜在范围内强加了基于全局MLP的表达映射，以保留各个属性的特征。我们还将增量信息建模为基于物理的纹理的皱纹图，从而达到高质量的4K动态纹理。我们展示了我们在高保真表演者特异性面部捕获和跨认同面部运动重新定位中的方法。此外，我们的基于多VAE的神经资产以及快速适应方案也可以部署以处理内部视频。此外，我们通过提供具有较高现实主义的各种有希望的基于身体的编辑结果来激发我们明确的面部解散策略的实用性。综合实验表明，与以前的视频驱动的面部重建和动画方法相比，我们的技术提供了更高的准确性和视觉保真度。

通过利用预熟gan的潜在空间，已经提出了许多最近的作品来进行面部图像编辑。但是，很少有尝试将它们直接应用于视频，因为1）他们不能保证时间一致性，2）他们的应用受到视频的处理速度的限制，3）他们无法准确编码面部运动和表达的细节。为此，我们提出了一个新颖的网络，将面部视频编码到Stylegan的潜在空间中，以进行语义面部视频操纵。基于视觉变压器，我们的网络重复了潜在向量的高分辨率部分，以实现时间一致性。为了捕捉微妙的面部运动和表情，我们设计了涉及稀疏面部地标和密集的3D脸部网眼的新颖损失。我们已经彻底评估了我们的方法，并成功证明了其对各种面部视频操作的应用。特别是，我们提出了一个新型网络，用于3D坐标系中的姿势/表达控制。定性和定量结果都表明，我们的方法可以显着优于现有的单图方法，同时实现实时（66 fps）速度。

我们提出了神经头头像，这是一种新型神经表示，其明确地模拟了可动画的人体化身的表面几何形状和外观，可用于在依赖数字人类的电影或游戏行业中的AR / VR或其他应用中的电话会议。我们的代表可以从单眼RGB肖像视频中学到，该视频具有一系列不同的表达和视图。具体地，我们提出了一种混合表示，其由面部的粗糙形状和表达式和两个前馈网络组成的混合表示，以及预测底层网格的顶点偏移以及视图和表达依赖性纹理。我们证明，该表示能够准确地外推到看不见的姿势和观点，并在提供尖锐的纹理细节的同时产生自然表达。与先前的磁头头像上的作品相比，我们的方法提供了与标准图形管道兼容的完整人体头（包括头发）的分解形状和外观模型。此外，就重建质量和新型观看合成而定量和定性地优于现有技术的当前状态。

生成对抗性网络（GANS）的最新进展导致了面部图像合成的显着成果。虽然使用基于样式的GAN的方法可以产生尖锐的照片拟真的面部图像，但是通常难以以有意义和解开的方式控制所产生的面的特性。之前的方法旨在在先前培训的GaN的潜在空间内实现此类语义控制和解剖。相比之下，我们提出了一个框架，即明确地提出了诸如3D形状，反玻璃，姿势和照明的面部的身体属性，从而通过设计提供解剖。我们的方法，大多数GaN，与非线性3D可变模型的物理解剖和灵活性集成了基于风格的GAN的表现力和质感，我们与最先进的2D头发操纵网络相结合。大多数GaN通过完全解散的3D控制来实现肖像图像的照片拟理性操纵，从而实现了光线，面部表情和姿势变化的极端操作，直到完整的档案视图。

尽管最近通过生成对抗网络（GAN）操纵面部属性最近取得了非常成功的成功，但在明确控制姿势，表达，照明等特征的明确控制方面仍然存在一些挑战。最近的方法通过结合2D生成模型来实现对2D图像的明确控制和3dmm。但是，由于3DMM缺乏现实主义和纹理重建的清晰度，因此合成图像与3DMM的渲染图像之间存在域间隙。由于渲染的3DMM图像仅包含面部区域，因此直接计算这两个域之间的损失是不理想的，因此训练有素的模型将是偏差的。在这项研究中，我们建议通过控制3DMM的参数来明确编辑验证样式的潜在空间。为了解决域间隙问题，我们提出了一个名为“地图和编辑”的新网络，以及一种简单但有效的属性编辑方法，以避免渲染和合成图像之间的直接损失计算。此外，由于我们的模型可以准确地生成多视图的面部图像，而身份保持不变。作为副产品，结合可见性掩模，我们提出的模型还可以生成质地丰富和高分辨率的紫外面部纹理。我们的模型依赖于验证的样式，并且提出的模型以自我监督的方式进行了训练，而无需任何手动注释或数据集训练。

Recent neural rendering approaches greatly improve image quality, reaching near photorealism. However, the underlying neural networks have high runtime, precluding telepresence and virtual reality applications that require high resolution at low latency. The sequential dependency of layers in deep networks makes their optimization difficult. We break this dependency by caching information from the previous frame to speed up the processing of the current one with an implicit warp. The warping with a shallow network reduces latency and the caching operations can further be parallelized to improve the frame rate. In contrast to existing temporal neural networks, ours is tailored for the task of rendering novel views of faces by conditioning on the change of the underlying surface mesh. We test the approach on view-dependent rendering of 3D portrait avatars, as needed for telepresence, on established benchmark sequences. Warping reduces latency by 70$\%$ (from 49.4ms to 14.9ms on commodity GPUs) and scales frame rates accordingly over multiple GPUs while reducing image quality by only 1$\%$, making it suitable as part of end-to-end view-dependent 3D teleconferencing applications. Our project page can be found at: https://yu-frank.github.io/lowlatency/.

3D面部重建是一个具有挑战性的问题，但也是计算机视觉和图形领域的重要任务。最近，许多研究人员对这个问题提请注意，并且已经发表了大量的文章。单个图像重建是3D面部重建的分支之一，在我们的生活中具有大量应用。本文是对从单个图像的3D面部重建最近的文献述评。

在过去几年中，许多面部分析任务已经完成了惊人的性能，其中应用包括来自单个“野外”图像的面部生成和3D面重建。尽管如此，据我们所知，没有方法可以从“野外”图像中产生渲染的高分辨率3D面，并且这可以归因于：（a）可用数据的跨度进行培训（b）缺乏可以成功应用于非常高分辨率数据的强大方法。在这项工作中，我们介绍了一种能够从单个“野外”图像中重建光电型渲染3D面部几何和BRDF的第一种方法。我们捕获了一个大型的面部形状和反射率，我们已经公开了。我们用精确的面部皮肤漫射和镜面反射，自遮挡和地下散射近似来定义快速面部光电型拟型渲染方法。有了这一点，我们训练一个网络，将面部漫射和镜面BRDF组件与烘焙照明的形状和质地一起脱颖而出，以最先进的3DMM配件方法重建。我们的方法通过显着的余量优于现有技术，并从单个低分辨率图像重建高分辨率3D面，这可以在各种应用中呈现，并桥接不一体谷。

Animating portraits using speech has received growing attention in recent years, with various creative and practical use cases. An ideal generated video should have good lip sync with the audio, natural facial expressions and head motions, and high frame quality. In this work, we present SPACE, which uses speech and a single image to generate high-resolution, and expressive videos with realistic head pose, without requiring a driving video. It uses a multi-stage approach, combining the controllability of facial landmarks with the high-quality synthesis power of a pretrained face generator. SPACE also allows for the control of emotions and their intensities. Our method outperforms prior methods in objective metrics for image quality and facial motions and is strongly preferred by users in pair-wise comparisons. The project website is available at https://deepimagination.cc/SPACE/

Recent advances in generative adversarial networks (GANs) have demonstrated the capabilities of generating stunning photo-realistic portrait images. While some prior works have applied such image GANs to unconditional 2D portrait video generation and static 3D portrait synthesis, there are few works successfully extending GANs for generating 3D-aware portrait videos. In this work, we propose PV3D, the first generative framework that can synthesize multi-view consistent portrait videos. Specifically, our method extends the recent static 3D-aware image GAN to the video domain by generalizing the 3D implicit neural representation to model the spatio-temporal space. To introduce motion dynamics to the generation process, we develop a motion generator by stacking multiple motion layers to generate motion features via modulated convolution. To alleviate motion ambiguities caused by camera/human motions, we propose a simple yet effective camera condition strategy for PV3D, enabling both temporal and multi-view consistent video generation. Moreover, PV3D introduces two discriminators for regularizing the spatial and temporal domains to ensure the plausibility of the generated portrait videos. These elaborated designs enable PV3D to generate 3D-aware motion-plausible portrait videos with high-quality appearance and geometry, significantly outperforming prior works. As a result, PV3D is able to support many downstream applications such as animating static portraits and view-consistent video motion editing. Code and models will be released at https://showlab.github.io/pv3d.

从单个图像中的新视图综合最近实现了显着的结果，尽管在训练时需要某种形式的3D，姿势或多视图监管限制了实际情况的部署。这项工作旨在放松这些假设，可实现新颖的观看综合的条件生成模型，以完全无人监测。我们首先使用3D感知GaN制定预先列车纯粹的生成解码器模型，同时训练编码器网络将映射从潜空间颠覆到图像。然后，我们将编码器和解码器交换，并将网络作为条件GaN培训，其混合物类似于自动化器的物镜和自蒸馏。在测试时间，给定对象的视图，我们的模型首先将图像内容嵌入到潜在代码中并通过保留代码固定并改变姿势来生成它的新颖视图。我们在ShapeNet等合成数据集上测试我们的框架，如ShapeNet和无约束的自然图像集合，在那里没有竞争方法可以训练。

在本文中，我们探讨了一个有趣的问题，即从$ 8 \ times8 $ Pixel视频序列中获得什么。令人惊讶的是，事实证明很多。我们表明，当我们处理此$ 8 \ times8 $视频带有正确的音频和图像先验时，我们可以获得全长的256 \ times256 $视频。我们使用新颖的视听UPPRAPLING网络实现了极低分辨率输入的$ 32 \ times $缩放。音频先验有助于恢复元素面部细节和精确的唇形，而单个高分辨率目标身份图像先验为我们提供了丰富的外观细节。我们的方法是端到端的多阶段框架。第一阶段会产生一个粗糙的中间输出视频，然后可用于动画单个目标身份图像并生成逼真，准确和高质量的输出。我们的方法很简单，并且与以前的超分辨率方法相比，表现非常好（$ 8 \ times $改善了FID得分）。我们还将模型扩展到了谈话视频压缩，并表明我们在以前的最新时间上获得了$ 3.5 \ times $的改进。通过广泛的消融实验（在论文和补充材料中）对我们网络的结果进行了彻底的分析。我们还在我们的网站上提供了演示视频以及代码和模型：\ url {http://cvit.iiit.ac.in/research/project/projects/cvit-projects/talking-face-vace-video-upsmpling}。

近年来，人类面孔的影子化化身已经走了很长一段路，但是该地区的研究受到缺乏公开可用的高质量数据集的限制。在这项工作中，我们介绍了Multiface，这是一种新的多视图，高分辨率的人脸数据集，该数据集是从13个身份的神经面部渲染研究中收集的13个身份。我们介绍了Mugsy，这是一种大型多摄像机设备，可捕获面部表现的高分辨率同步视频。 Multiface的目的是缩小学术界高质量数据的可访问性的差距，并使VR触觉研究能够进行研究。随着数据集的释放，我们对不同模型体系结构对模型的新观点和表达式的插值能力进行消融研究。通过有条件的VAE模型作为我们的基线，我们发现添加空间偏见，纹理翘曲场和残差连接可改善新型视图合成的性能。我们的代码和数据可在以下网址获得：https：//github.com/facebookresearch/multiface

与传统的头像创建管道相反，这是一个昂贵的过程，现代生成方法直接从照片中学习数据分布，而艺术的状态现在可以产生高度的照片现实图像。尽管大量作品试图扩展无条件的生成模型并达到一定程度的可控性，但要确保多视图一致性，尤其是在大型姿势中，仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个3D肖像生成网络，该网络可产生3D一致的肖像，同时根据有关姿势，身份，表达和照明的语义参数可控。生成网络使用神经场景表示在3D中建模肖像，其生成以支持明确控制的参数面模型为指导。尽管可以通过将图像与部分不同的属性进行对比，但可以进一步增强潜在的分离，但在非面积区域（例如，在动画表达式）时，仍然存在明显的不一致。我们通过提出一种体积混合策略来解决此问题，在该策略中，我们通过将动态和静态辐射场融合在一起，形成一个复合输出，并从共同学习的语义场中分割了两个部分。我们的方法在广泛的实验中优于先前的艺术，在自由视点中观看时，在自然照明中产生了逼真的肖像。所提出的方法还证明了真实图像以及室外卡通面孔的概括能力，在实际应用中显示出巨大的希望。其他视频结果和代码将在项目网页上提供。

我们介绍了一种基于神经辐射场的生成3D模型的方法，仅从每个对象的单个视图训练。虽然产生现实图像不再是一项艰巨的任务，产生相应的3D结构，使得它们可以从不同视图呈现是非微不足道的。我们表明，与现有方法不同，一个不需要多视图数据来实现这一目标。具体而言，我们表明，通过将许多图像对齐，与在共享潜在空间上的单个网络调节的近似规范姿势对齐，您可以学习模型为一类对象的形状和外观的辐射字段的空间。我们通过培训模型来展示这一点，以使用仅包含每个拍摄对象的一个视图的数据集重建对象类别而没有深度或几何信息。我们的实验表明，我们实现最先进的导致单眼深度预测的综合合成和竞争结果。

使用单视图2D照片仅集合，无监督的高质量多视图 - 一致的图像和3D形状一直是一个长期存在的挑战。现有的3D GAN是计算密集型的，也是没有3D-一致的近似;前者限制了所生成的图像的质量和分辨率，并且后者对多视图一致性和形状质量产生不利影响。在这项工作中，我们提高了3D GAN的计算效率和图像质量，而无需依赖这些近似。为此目的，我们介绍了一种表现力的混合明确隐式网络架构，与其他设计选择一起，不仅可以实时合成高分辨率多视图一致图像，而且还产生高质量的3D几何形状。通过解耦特征生成和神经渲染，我们的框架能够利用最先进的2D CNN生成器，例如Stylega2，并继承它们的效率和表现力。在其他实验中，我们展示了与FFHQ和AFHQ猫的最先进的3D感知合成。

在计算机视觉和图形社区中，长期以来，现实的生成面部视频综合一直是追求。但是，现有的视频生成方法倾向于产生具有漂移的面部身份和不自然运动的低质量框架。为了应对这些挑战，我们提出了一个名为stylefacev的原则框架，该框架生产具有生动动作的高保真身份的面部视频。我们的核心洞察力是分解外观并构成信息，并在StyleGan3的潜在空间中重新组装它们，以产生稳定而动态的结果。具体而言，stylegan3为高保真的面部图像生成提供了强大的先验，但潜在空间本质上是纠缠的。通过仔细检查其潜在特性，我们提出了分解和重组设计，从而可以使面部外观和运动的结合结合在一起。此外，依赖时间依赖的模型是建立在分解的潜在特征的基础上的，并示例了能够生成现实且具有时间连贯的面部视频的合理运动序列。特别是，我们的管道对静态图像和高质量视频数据的联合培训策略进行了培训，该策略具有更高的数据效率。广泛的实验表明，我们的框架可以在定性和定量上实现最先进的视频生成。值得注意的是，即使没有高分辨率培训视频，StyleFacev也能够生成现实$ 1024 \ times1024 $面对视频。

Face Restoration (FR) aims to restore High-Quality (HQ) faces from Low-Quality (LQ) input images, which is a domain-specific image restoration problem in the low-level computer vision area. The early face restoration methods mainly use statistic priors and degradation models, which are difficult to meet the requirements of real-world applications in practice. In recent years, face restoration has witnessed great progress after stepping into the deep learning era. However, there are few works to study deep learning-based face restoration methods systematically. Thus, this paper comprehensively surveys recent advances in deep learning techniques for face restoration. Specifically, we first summarize different problem formulations and analyze the characteristic of the face image. Second, we discuss the challenges of face restoration. Concerning these challenges, we present a comprehensive review of existing FR methods, including prior based methods and deep learning-based methods. Then, we explore developed techniques in the task of FR covering network architectures, loss functions, and benchmark datasets. We also conduct a systematic benchmark evaluation on representative methods. Finally, we discuss future directions, including network designs, metrics, benchmark datasets, applications,etc. We also provide an open-source repository for all the discussed methods, which is available at https://github.com/TaoWangzj/Awesome-Face-Restoration.

Figure 1: Given a monocular portrait video sequence of a person, we reconstruct a dynamic neural radiance field representing a 4D facial avatar, which allows us to synthesize novel head poses as well as changes in facial expressions.