In this work, we propose an ID-preserving talking head generation framework, which advances previous methods in two aspects. First, as opposed to interpolating from sparse flow, we claim that dense landmarks are crucial to achieving accurate geometry-aware flow fields. Second, inspired by face-swapping methods, we adaptively fuse the source identity during synthesis, so that the network better preserves the key characteristics of the image portrait. Although the proposed model surpasses prior generation fidelity on established benchmarks, to further make the talking head generation qualified for real usage, personalized fine-tuning is usually needed. However, this process is rather computationally demanding that is unaffordable to standard users. To solve this, we propose a fast adaptation model using a meta-learning approach. The learned model can be adapted to a high-quality personalized model as fast as 30 seconds. Last but not the least, a spatial-temporal enhancement module is proposed to improve the fine details while ensuring temporal coherency. Extensive experiments prove the significant superiority of our approach over the state of the arts in both one-shot and personalized settings.

从单个图像的面部图像动画取得了显着的进展。然而，当只有稀疏的地标作为驱动信号时，它仍然具有挑战性。鉴于源人面部图像和一系列稀疏面部地标，我们的目标是生成模仿地标运动的脸部的视频。我们开发了一种高效有效的方法，用于从稀疏地标到面部图像的运动转移。然后，我们将全局和局部运动估计结合在统一的模型中以忠实地传输运动。该模型可以学习从背景中分割移动前景并不仅产生全局运动，例如面部的旋转和翻译，还可以微妙地进行诸如凝视变化的局部运动。我们进一步改善了视频的面部地标检测。随着时间上更好地对齐的训练的标志性序列，我们的方法可以产生具有更高视觉质量的时间相干视频。实验表明，我们实现了与最先进的图像驱动方法相当的结果，在相同的身份测试和交叉标识测试上的更好结果。

我们提出了自由式 - 人体神经通话的头部合成系统。我们表明，具有稀疏3D面部标志的建模面孔足以实现最先进的生成性能，而无需依赖诸如3D可变形模型之类的强统计学先验。除了3D姿势和面部表情外，我们的方法还能够将目光从驾驶演员转移到源身份。我们的完整管道由三个组件组成：一个规范的3D密钥估计器，可回归3D姿势和与表达相关的变形，凝视估计网络和建立在Headgan架构上的生成器。我们进一步实验发电机的扩展，以使用注意机制可容纳几次学习，以防万一可用多个源图像。与最新的重演和运动转移模型相比，我们的系统实现了更高的照片真实性与优越的身份保护，同时提供明确的注视控制。

在这项工作中，我们将神经头部的头像技术推向百万像素分辨率，同时着重于跨驾驶合成的特别挑战性的任务，即，当驾驶图像的外观与动画源图像大不相同时。我们提出了一组新的神经体系结构和训练方法，这些方法可以利用中分辨率的视频数据和高分辨率图像数据，以达到所需的渲染图像质量和对新视图和运动的概括。我们证明，建议的架构和方法产生令人信服的高分辨率神经化身，在跨驾驶场景中表现优于竞争对手。最后，我们展示了如何将受过训练的高分辨率神经化身模型蒸馏成一个轻量级的学生模型，该模型是实时运行的，并将神经化身的身份锁定到数十个预定的源图像。实时操作和身份锁对于许多实际应用头像系统至关重要。

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。

生成对抗网络（GAN）的最近成功在面部动画任务方面取得了很大进展。然而，面部图像的复杂场景结构仍然使得产生具有显着偏离源图像的面部姿势的视频的挑战。一方面，在不知道面部几何结构的情况下，生成的面部图像可能被扭曲不当。另一方面，所生成的图像的一些区域可以在源图像中封闭，这使得GaN难以产生现实的外观。为了解决这些问题，我们提出了一种结构意识的面部动画（SAFA）方法，其构造特定的几何结构，以模拟面部图像的不同组件。在识别良好的基于​​运动的面部动画技术之后，我们使用3D可变模型（3dmm）来模拟面部，多个仿射变换，以模拟其他前景组件，如头发和胡须，以及模拟背景的身份变换。 3DMM几何嵌入不仅有助于为驾驶场景产生现实结构，而且有助于更好地感知所生成的图像中的遮挡区域。此外，我们进一步建议利用广泛研究的初探技术忠实地恢复封闭的图像区域。定量和定性实验结果都显示出我们方法的优越性。代码可在https://github.com/qiulin-w/safa获得。

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。

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.

In this work, we propose a semantic flow-guided two-stage framework for shape-aware face swapping, namely FlowFace. Unlike most previous methods that focus on transferring the source inner facial features but neglect facial contours, our FlowFace can transfer both of them to a target face, thus leading to more realistic face swapping. Concretely, our FlowFace consists of a face reshaping network and a face swapping network. The face reshaping network addresses the shape outline differences between the source and target faces. It first estimates a semantic flow (i.e., face shape differences) between the source and the target face, and then explicitly warps the target face shape with the estimated semantic flow. After reshaping, the face swapping network generates inner facial features that exhibit the identity of the source face. We employ a pre-trained face masked autoencoder (MAE) to extract facial features from both the source face and the target face. In contrast to previous methods that use identity embedding to preserve identity information, the features extracted by our encoder can better capture facial appearances and identity information. Then, we develop a cross-attention fusion module to adaptively fuse inner facial features from the source face with the target facial attributes, thus leading to better identity preservation. Extensive quantitative and qualitative experiments on in-the-wild faces demonstrate that our FlowFace outperforms the state-of-the-art significantly.

虽然先前以语音为导向的说话面部生成方法在改善合成视频的视觉质量和唇部同步质量方面取得了重大进展，但它们对唇部运动的关注较少，从而极大地破坏了说话面部视频的真实性。是什么导致运动烦恼，以及如何减轻问题？在本文中，我们基于最先进的管道对运动抖动问题进行系统分析，该管道使用3D面表示桥接输入音频和输出视频，并通过一系列有效的设计来改善运动稳定性。我们发现，几个问题可能会导致综合说话的面部视频中的烦恼：1）输入3D脸部表示的烦恼； 2）训练推导不匹配； 3）视频帧之间缺乏依赖建模。因此，我们提出了三种有效的解决方案来解决此问题：1）我们提出了一个基于高斯的自适应平滑模块，以使3D面部表征平滑以消除输入中的抖动； 2）我们在训练中对神经渲染器的输入数据增加了增强的侵蚀，以模拟推理中的变形以减少不匹配； 3）我们开发了一个音频融合的变压器生成器，以模拟视频帧之间的依赖性。此外，考虑到没有现成的指标来测量说话面部视频中的运动抖动，我们设计了一个客观的度量标准（运动稳定性指数，MSI），可以通过计算方差加速度的倒数来量化运动抖动。广泛的实验结果表明，我们方法对运动稳定的面部视频生成的优越性，其质量比以前的系统更好。

跳舞视频retargeting旨在综合传输从源视频到目标人物的舞蹈移动的视频。以前的工作需要收集有几分钟的目标人物，以训练个性化模型的数千帧。但是，训练有素的模型只能生成同一个人的视频。为了解决限制，最近的工作解决了几次跳舞的视频retargeting，这将通过利用其中几帧来综合看不见的人的视频。在实践中，给出了一个人的几个框架，这些工作只是将它们视为一批没有时间相关性的单个图像，从而产生了低视觉质量的时间上不连贯的跳舞视频。在这项工作中，我们将一个人的一些框架模拟了一系列跳舞的移动，其中每个移动包含两个连续帧，以提取这个人的外观模式和时间动态。我们提出了通过跳舞移动的合成优化模型的初始化，从而利用时间感知的元学习，使得元训练模型可以朝着增强的视觉质量和加强不良人员的时间稳定性地调整。很少的框架。广泛的评估显示了我们的方法的大量优势。

Face Animation是计算机视觉中最热门的主题之一，在生成模型的帮助下取得了有希望的性能。但是，由于复杂的运动变形和复杂的面部细节建模，生成保留身份和光真实图像的身份仍然是一个关键的挑战。为了解决这些问题，我们提出了一个面部神经量渲染（FNEVR）网络，以充分探索在统一框架中2D运动翘曲和3D体积渲染的潜力。在FNEVR中，我们设计了一个3D面积渲染（FVR）模块，以增强图像渲染的面部细节。具体而言，我们首先使用精心设计的体系结构提取3D信息，然后引入一个正交自适应射线采样模块以进行有效的渲染。我们还设计了一个轻巧的姿势编辑器，使FNEVR能够以简单而有效的方式编辑面部姿势。广泛的实验表明，我们的FNEVR在广泛使用的说话头基准上获得了最佳的总体质量和性能。

由于其语义上的理解和用户友好的可控性，通过三维引导，通过三维引导的面部图像操纵已广泛应用于各种交互式场景。然而，现有的基于3D形式模型的操作方法不可直接适用于域名面，例如非黑色素化绘画，卡通肖像，甚至是动物，主要是由于构建每个模型的强大困难具体面部域。为了克服这一挑战，据我们所知，我们建议使用人为3DMM操纵任意域名的第一种方法。这是通过两个主要步骤实现的：1）从3DMM参数解开映射到潜在的STYLEGO2的潜在空间嵌入，可确保每个语义属性的解除响应和精确的控制; 2）通过实施一致的潜空间嵌入，桥接域差异并使人类3DMM适用于域外面的人类3DMM。实验和比较展示了我们高质量的语义操作方法在各种面部域中的优越性，所有主要3D面部属性可控姿势，表达，形状，反照镜和照明。此外，我们开发了直观的编辑界面，以支持用户友好的控制和即时反馈。我们的项目页面是https://cassiepython.github.io/cddfm3d/index.html

手语是人们表达自己的感受和情感的不同能力的窗口。但是，人们在短时间内学习手语仍然具有挑战性。为了应对这项现实世界中的挑战，在这项工作中，我们研究了运动传输系统，该系统可以将用户照片传输到特定单词的手语视频。特别是，输出视频的外观内容来自提供的用户图像，而视频的运动是从指定的教程视频中提取的。我们观察到采用最先进的运动转移方法来产生语言的两个主要局限性：（1）现有的运动转移工作忽略了人体的先前几何知识。 （2）先前的图像动画方法仅将图像对作为训练阶段的输入，这无法完全利用视频中的时间信息。为了解决上述局限性，我们提出了结构感知的时间一致性网络（STCNET），以共同优化人类的先前结构，并具有符号语言视频生成的时间一致性。本文有两个主要贡献。 （1）我们利用细粒骨骼检测器来提供人体关键点的先验知识。这样，我们确保关键点运动在有效范围内，并使模型变得更加可解释和强大。 （2）我们引入了两个周期矛盾损失，即短期周期损失和长期周期损失，这些损失是为了确保生成的视频的连续性。我们以端到端的方式优化了两个损失和关键点检测器网络。

鉴于其广泛的应用，已经对人面部交换的任务进行了许多尝试。尽管现有的方法主要依赖于乏味的网络和损失设计，但它们仍然在源和目标面之间的信息平衡中挣扎，并倾向于产生可见的人工制品。在这项工作中，我们引入了一个名为StylesWap的简洁有效的框架。我们的核心想法是利用基于样式的生成器来增强高保真性和稳健的面部交换，因此可以采用发电机的优势来优化身份相似性。我们仅通过最小的修改来确定，StyleGAN2体系结构可以成功地处理来自源和目标的所需信息。此外，受到TORGB层的启发，进一步设计了交换驱动的面具分支以改善信息的融合。此外，可以采用stylegan倒置的优势。特别是，提出了交换引导的ID反转策略来优化身份相似性。广泛的实验验证了我们的框架会产生高质量的面部交换结果，从而超过了最先进的方法，既有定性和定量。

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。

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}。

鉴于一个人的肖像图像和目标照明的环境图，肖像重新旨在重新刷新图像中的人，就好像该人出现在具有目标照明的环境中一样。为了获得高质量的结果，最近的方法依靠深度学习。一种有效的方法是用高保真输入输出对的高保真数据集监督对深神经网络的培训，并以光阶段捕获。但是，获取此类数据需要昂贵的特殊捕获钻机和耗时的工作，从而限制了对少数机智的实验室的访问。为了解决限制，我们提出了一种新方法，该方法可以与最新的（SOTA）重新确定方法相提并论，而无需光阶段。我们的方法基于这样的意识到，肖像图像的成功重新重新取决于两个条件。首先，该方法需要模仿基于物理的重新考虑的行为。其次，输出必须是逼真的。为了满足第一个条件，我们建议通过通过虚拟光阶段生成的训练数据来训练重新网络，该培训数据在不同的环境图下对各种3D合成人体进行了基于物理的渲染。为了满足第二种条件，我们开发了一种新型的合成对真实方法，以将光真实主义带入重新定向网络输出。除了获得SOTA结果外，我们的方法还提供了与先前方法相比的几个优点，包括可控的眼镜和更暂时的结果以重新欣赏视频。

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/

近年来，面部语义指导（包括面部地标，面部热图和面部解析图）和面部生成对抗网络（GAN）近年来已广泛用于盲面修复（BFR）。尽管现有的BFR方法在普通案例中取得了良好的性能，但这些解决方案在面对严重降解和姿势变化的图像时具有有限的弹性（例如，在现实世界情景中看起来右，左看，笑等）。在这项工作中，我们提出了一个精心设计的盲人面部修复网络，具有生成性面部先验。所提出的网络主要由非对称编解码器和stylegan2先验网络组成。在非对称编解码器中，我们采用混合的多路残留块（MMRB）来逐渐提取输入图像的弱纹理特征，从而可以更好地保留原始面部特征并避免过多的幻想。 MMRB也可以在其他网络中插入插件。此外，多亏了StyleGAN2模型的富裕和多样化的面部先验，我们采用了微调的方法来灵活地恢复自然和现实的面部细节。此外，一种新颖的自我监督训练策略是专门设计用于面部修复任务的，以使分配更接近目标并保持训练稳定性。关于合成和现实世界数据集的广泛实验表明，我们的模型在面部恢复和面部超分辨率任务方面取得了卓越的表现。