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。
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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。
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我们考虑了户外照明估算的挑战性问题，即影像逼真的虚拟对象将其插入照片中的目标。现有在室外照明估计的作品通常将场景照明简化为环境图，该图无法捕获室外场景中的空间变化的照明效果。在这项工作中，我们提出了一种神经方法，该方法可以从单个图像中估算5D HDR光场，以及一个可区分的对象插入公式，该公式可以通过基于图像的损失来端对端训练，从而鼓励现实主义。具体而言，我们设计了针对室外场景量身定制的混合照明表示，其中包含一个HDR Sky Dome，可处理太阳的极端强度，并具有体积的照明表示，该代表模拟了周围场景的空间变化外观。通过估计的照明，我们的阴影感知对象插入是完全可区分的，这使得对复合图像的对抗训练可以为照明预测提供其他监督信号。我们在实验上证明，混合照明表示比现有的室外照明估计方法更具性能。我们进一步显示了AR对象插入在自主驾驶应用程序中的好处，在对我们的增强数据进行培训时，我们可以在其中获得3D对象检测器的性能提高。
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作为一个常见的图像编辑操作，图像组成旨在将前景从一个图像切割并粘贴在另一个图像上，从而产生复合图像。但是，有许多问题可能使复合图像不现实。这些问题可以总结为前景和背景之间的不一致，包括外观不一致（例如，不兼容的照明），几何不一致（例如不合理的大小）和语义不一致（例如，不匹配的语义上下文）。先前的作品将图像组成任务分为多个子任务，其中每个子任务在一个或多个问题上目标。具体而言，对象放置旨在为前景找到合理的比例，位置和形状。图像混合旨在解决前景和背景之间的不自然边界。图像协调旨在调整前景的照明统计数据。影子生成旨在为前景产生合理的阴影。通过将所有上述努力放在一起，我们可以获取现实的复合图像。据我们所知，以前没有关于图像组成的调查。在本文中，我们对图像组成的子任务进行了全面的调查。对于每个子任务，我们总结了传统方法，基于深度学习的方法，数据集和评估。我们还指出了每个子任务中现有方法的局限性以及整个图像组成任务的问题。图像组合的数据集和代码在https://github.com/bcmi/awesome-image-composition上进行了总结。
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尽管近年来图像合成中生成对抗网络（GAN）的发展迅速，但现有的图像合成方法在几何域或外观域中起作用，通常会引入各种合成伪像。本文提出了创新的层次组合物gan（HIC-GAN），该组合物将图像合成在几何和外观域中融合到端到端可训练的网络中，并同时在两个域中实现了卓越的合成现实主义。我们设计了一种创新的分层组成机制，该机制能够学习逼真的组成几何和处理遮挡，而图像组成涉及多个前景对象。此外，我们引入了一种新颖的注意力面罩机制，该机制指导着适应前景对象的外观，这也有助于为几何域中的学习提供更好的训练参考。场景文本图像合成，肖像编辑和室内渲染任务的广泛实验表明，所提出的HIC-GAN在定性和定量上实现了优越的合成性能。
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动态对象对机器人对环境的看法产生了重大影响，这降低了本地化和映射等基本任务的性能。在这项工作中，我们通过在由动态对象封闭的区域中合成合理的颜色，纹理和几何形状来解决这个问题。我们提出了一种新的几何感知Dynafill架构，其遵循粗略拓扑，并将我们所通用的经常性反馈机制结合到自适应地融合来自之前的时间步来的信息。我们使用对抗性培训来优化架构，以综合精细的现实纹理，使其能够以空间和时间相干的方式在线在线遮挡地区的幻觉和深度结构，而不依赖于未来的帧信息。将我们的待遇问题作为图像到图像到图像的翻译任务，我们的模型还纠正了与场景中动态对象的存在相关的区域，例如阴影或反射。我们引入了具有RGB-D图像，语义分段标签，摄像机的大型高估数据集，以及遮挡区域的地面RGB-D信息。广泛的定量和定性评估表明，即使在挑战天气条件下，我们的方法也能实现最先进的性能。此外，我们使用综合图像显示基于检索的视觉本地化的结果，该图像证明了我们方法的效用。
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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.
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现有的计算机视觉系统可以与人类竞争，以理解物体的可见部分，但在描绘部分被遮挡物体的无形部分时，仍然远远远远没有达到人类。图像Amodal的完成旨在使计算机具有类似人类的Amodal完成功能，以了解完整的对象，尽管该对象被部分遮住。这项调查的主要目的是对图像Amodal完成领域的研究热点，关键技术和未来趋势提供直观的理解。首先，我们对这个新兴领域的最新文献进行了全面的评论，探讨了图像Amodal完成中的三个关键任务，包括Amodal形状完成，Amodal外观完成和订单感知。然后，我们检查了与图像Amodal完成有关的流行数据集及其共同的数据收集方法和评估指标。最后，我们讨论了现实世界中的应用程序和未来的研究方向，以实现图像的完成，从而促进了读者对现有技术和即将到来的研究趋势的挑战的理解。
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Existing 3D-aware image synthesis approaches mainly focus on generating a single canonical object and show limited capacity in composing a complex scene containing a variety of objects. This work presents DisCoScene: a 3Daware generative model for high-quality and controllable scene synthesis. The key ingredient of our method is a very abstract object-level representation (i.e., 3D bounding boxes without semantic annotation) as the scene layout prior, which is simple to obtain, general to describe various scene contents, and yet informative to disentangle objects and background. Moreover, it serves as an intuitive user control for scene editing. Based on such a prior, the proposed model spatially disentangles the whole scene into object-centric generative radiance fields by learning on only 2D images with the global-local discrimination. Our model obtains the generation fidelity and editing flexibility of individual objects while being able to efficiently compose objects and the background into a complete scene. We demonstrate state-of-the-art performance on many scene datasets, including the challenging Waymo outdoor dataset. Project page: https://snap-research.github.io/discoscene/
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最近已经示出了从2D图像中提取隐式3D表示的生成神经辐射场（GNERF）模型，以产生代表刚性物体的现实图像，例如人面或汽车。然而，他们通常难以产生代表非刚性物体的高质量图像，例如人体，这对许多计算机图形应用具有很大的兴趣。本文提出了一种用于人类图像综合的3D感知语义导向生成模型（3D-SAGGA），其集成了GNERF和纹理发生器。前者学习人体的隐式3D表示，并输出一组2D语义分段掩模。后者将这些语义面部掩模转化为真实的图像，为人类的外观添加了逼真的纹理。如果不需要额外的3D信息，我们的模型可以使用照片现实可控生成学习3D人类表示。我们在Deepfashion DataSet上的实验表明，3D-SAGGAN显着优于最近的基线。
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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。
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图像翻译和操纵随着深层生成模型的快速发展而引起了越来越多的关注。尽管现有的方法带来了令人印象深刻的结果，但它们主要在2D空间中运行。鉴于基于NERF的3D感知生成模型的最新进展，我们介绍了一项新的任务，语义到网络翻译，旨在重建由NERF模型的3D场景，该场景以一个单视语义掩码作为输入为条件。为了启动这项新颖的任务，我们提出了SEM2NERF框架。特别是，SEM2NERF通过将语义面膜编码到控制预训练的解码器的3D场景表示形式中来解决高度挑战的任务。为了进一步提高映射的准确性，我们将新的区域感知学习策略集成到编码器和解码器的设计中。我们验证了提出的SEM2NERF的功效，并证明它在两个基准数据集上的表现优于几个强基础。代码和视频可从https://donydchen.github.io/sem2nerf/获得
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2022-11-30
Generative models have shown great promise in synthesizing photorealistic 3D objects, but they require large amounts of training data. We introduce SinGRAF, a 3D-aware generative model that is trained with a few input images of a single scene. Once trained, SinGRAF generates different realizations of this 3D scene that preserve the appearance of the input while varying scene layout. For this purpose, we build on recent progress in 3D GAN architectures and introduce a novel progressive-scale patch discrimination approach during training. With several experiments, we demonstrate that the results produced by SinGRAF outperform the closest related works in both quality and diversity by a large margin.
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Object compositing based on 2D images is a challenging problem since it typically involves multiple processing stages such as color harmonization, geometry correction and shadow generation to generate realistic results. Furthermore, annotating training data pairs for compositing requires substantial manual effort from professionals, and is hardly scalable. Thus, with the recent advances in generative models, in this work, we propose a self-supervised framework for object compositing by leveraging the power of conditional diffusion models. Our framework can hollistically address the object compositing task in a unified model, transforming the viewpoint, geometry, color and shadow of the generated object while requiring no manual labeling. To preserve the input object's characteristics, we introduce a content adaptor that helps to maintain categorical semantics and object appearance. A data augmentation method is further adopted to improve the fidelity of the generator. Our method outperforms relevant baselines in both realism and faithfulness of the synthesized result images in a user study on various real-world images.
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随着信息中的各种方式存在于现实世界中的各种方式，多式联信息之间的有效互动和融合在计算机视觉和深度学习研究中的多模式数据的创造和感知中起着关键作用。通过卓越的功率，在多式联运信息中建模互动，多式联运图像合成和编辑近年来已成为一个热门研究主题。与传统的视觉指导不同，提供明确的线索，多式联路指南在图像合成和编辑方面提供直观和灵活的手段。另一方面，该领域也面临着具有固有的模态差距的特征的几个挑战，高分辨率图像的合成，忠实的评估度量等。在本调查中，我们全面地阐述了最近多式联运图像综合的进展根据数据模型和模型架构编辑和制定分类。我们从图像合成和编辑中的不同类型的引导方式开始介绍。然后，我们描述了多模式图像综合和编辑方法，其具有详细的框架，包括生成的对抗网络（GAN），GaN反转，变压器和其他方法，例如NERF和扩散模型。其次是在多模式图像合成和编辑中广泛采用的基准数据集和相应的评估度量的综合描述，以及分析各个优点和限制的不同合成方法的详细比较。最后，我们为目前的研究挑战和未来的研究方向提供了深入了解。与本调查相关的项目可在HTTPS://github.com/fnzhan/mise上获得
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对象放置旨在将前景对象放在具有合适位置和大小的背景图像上。在这项工作中，我们将对象放置视为图形完成问题，并提出一个新的图形完成模块（GCM）。背景场景由一个图形表示，在不同的空间位置具有多个节点，并带有各种接收场。前景对象被编码为应插入该图中合理位置的特殊节点。我们还在GCM的结构上设计了一个双路径框架，以完全利用带注释的复合图像。通过在OPA数据集上进行广泛的实验，我们的方法证明在生成合理的对象放置而不会丧失多样性方面显着胜过现有的方法。
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We introduce 3inGAN, an unconditional 3D generative model trained from 2D images of a single self-similar 3D scene. Such a model can be used to produce 3D "remixes" of a given scene, by mapping spatial latent codes into a 3D volumetric representation, which can subsequently be rendered from arbitrary views using physically based volume rendering. By construction, the generated scenes remain view-consistent across arbitrary camera configurations, without any flickering or spatio-temporal artifacts. During training, we employ a combination of 2D, obtained through differentiable volume tracing, and 3D Generative Adversarial Network (GAN) losses, across multiple scales, enforcing realism on both its 3D structure and the 2D renderings. We show results on semi-stochastic scenes of varying scale and complexity, obtained from real and synthetic sources. We demonstrate, for the first time, the feasibility of learning plausible view-consistent 3D scene variations from a single exemplar scene and provide qualitative and quantitative comparisons against recent related methods.
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从单眼图像中恢复纹理的3D网格是高度挑战的，尤其是对于缺乏3D地面真理的野外物体。在这项工作中，我们提出了网络文化，这是一个新的框架，可通过利用3D GAN预先训练的3D纹理网格合成的3D GAN的生成性先验。重建是通过在3D GAN中搜索最类似于目标网格的潜在空间来实现重建。由于预先训练的GAN以网状几何形状和纹理封装了丰富的3D语义，因此在GAN歧管内进行搜索，因此自然地使重建的真实性和忠诚度正常。重要的是，这种正则化直接应用于3D空间，从而提供了在2D空间中未观察到的网格零件的关键指导。标准基准测试的实验表明，我们的框架获得了忠实的3D重建，并在观察到的部分和未观察到的部分中都具有一致的几何形状和纹理。此外，它可以很好地推广到不太常见的网格中，例如可变形物体的扩展表达。代码在https://github.com/junzhezhang/mesh-inversion上发布
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场景文本图像综合技术旨在自然构成背景场景上的文本实例，非常吸引训练深神经网络，因为它们可以提供准确而全面的注释信息。先前的研究探索了基于实际观察结果的规则，在二维和三维表面上生成了合成文本图像。其中一些研究提出了从学习中生成场景文本图像。但是，由于缺乏合适的培训数据集，已经探索了无监督的框架，以从现有的现实世界数据中学习，这可能不会导致强大的性能。为了缓解这一难题并促进基于学习的场景文本综合研究，我们建议使用公共基准准备的真实世界数据集，并具有三种注释：四边形级别的bbox，streoke-level文本掩码和文本屏蔽词图片。使用Depompst数据集，我们提出了一个图像合成引擎，其中包括文本位置建议网络（TLPNET）和文本外观适应网络（TAANET）。 TLPNET首先预测适合文本嵌入的区域。然后，taanet根据背景的上下文自适应地改变文本实例的几何形状和颜色。我们的全面实验验证了提出的方法为场景文本检测器生成预浏览数据的有效性。
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在图像中恢复任意缺失区域的合理和现实内容是一个重要而挑战性的任务。尽管最近的图像批量模型在生动的视觉细节方面取得了重大进展，但它们仍然可以导致纹理模糊或由于在处理更复杂的场景时由于上下文模糊而导致的结构扭曲。为了解决这个问题，我们提出了通过学习来自特定借口任务的多尺度语义代理的想法激励的语义金字塔网络（SPN）可以大大使图像中局部缺失内容的恢复极大地利益。 SPN由两个组件组成。首先，它将语义前视图从托管模型蒸馏到多尺度特征金字塔，实现对全局背景和局部结构的一致了解。在现有的学习者内，我们提供了一个可选模块，用于变分推理，以实现由各种学习的前沿驱动的概率图像染色。 SPN的第二组件是完全上下文感知的图像生成器，其在与（随机）先前金字塔一起自适应地和逐渐地改进低级视觉表示。我们将先前的学习者和图像发生器培训为统一模型，而无需任何后处理。我们的方法在多个数据集中实现了本领域的最先进，包括在确定性和概率的侵略设置下，包括Parket2，Paris Streetview，Celeba和Celeba-HQ。
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