潜在空间探索是一种发现可解释的潜在方向并操纵潜在代码以编辑生成对抗网络（GAN）生成的图像中的各种属性的技术。但是，在先前的工作中，空间控制仅限于简单的转换（例如翻译和旋转），并且努力地识别适当的潜在方向并调整其参数。在本文中，我们通过直接注释图像来解决编辑样式图像布局的问题。为此，我们提出了一个交互式框架，用于根据用户输入来操纵潜在代码。在我们的框架中，用户用他们想移动或不移动的位置来注释stylegan图像，并通过鼠标拖动指定运动方向。从这些用户输入和初始潜在代码中，我们的潜在变压器基于变压器编码器架构架构估算输出潜在代码，这些代码被馈送到stylegan生成器中以获得结果图像。为了训练我们的潜在变压器，我们利用了由现成的样式和光流模型生成的合成数据和伪用户输入，而无需手动监督。定量和定性评估证明了我们方法对现有方法的有效性。

现在，使用最近的生成对抗网络（GAN）可以使用高现实主义的不受约束图像产生。但是，用给定的一组属性生成图像非常具有挑战性。最近的方法使用基于样式的GAN模型来执行图像编辑，通过利用发电机层中存在的语义层次结构。我们提出了一些基于潜在的属性操纵和编辑（火焰），这是一个简单而有效的框架，可通过潜在空间操纵执行高度控制的图像编辑。具体而言，我们估计了控制生成图像中语义属性的潜在空间（预训练样式的）中的线性方向。与以前的方法相反，这些方法依赖于大规模属性标记的数据集或属性分类器，而火焰则使用一些策划的图像对的最小监督来估算删除的编辑指示。火焰可以在保留身份的同时，在各种图像集上同时进行高精度和顺序编辑。此外，我们提出了一项新颖的属性样式操纵任务，以生成各种样式的眼镜和头发等属性。我们首先编码相同身份的一组合成图像，但在潜在空间中具有不同的属性样式，以估计属性样式歧管。从该歧管中采样新的潜在将导致生成图像中的新属性样式。我们提出了一种新颖的抽样方法，以从歧管中采样潜在的样品，使我们能够生成各种属性样式，而不是训练集中存在的样式。火焰可以以分离的方式生成多种属性样式。我们通过广泛的定性和定量比较来说明火焰与先前的图像编辑方法相对于先前的图像编辑方法的卓越性能。火焰在多个数据集（例如汽车和教堂）上也很好地概括了。

Our goal with this survey is to provide an overview of the state of the art deep learning technologies for face generation and editing. We will cover popular latest architectures and discuss key ideas that make them work, such as inversion, latent representation, loss functions, training procedures, editing methods, and cross domain style transfer. We particularly focus on GAN-based architectures that have culminated in the StyleGAN approaches, which allow generation of high-quality face images and offer rich interfaces for controllable semantics editing and preserving photo quality. We aim to provide an entry point into the field for readers that have basic knowledge about the field of deep learning and are looking for an accessible introduction and overview.

Although Generative Adversarial Networks (GANs) have made significant progress in face synthesis, there lacks enough understanding of what GANs have learned in the latent representation to map a random code to a photo-realistic image. In this work, we propose a framework called InterFaceGAN to interpret the disentangled face representation learned by the state-of-the-art GAN models and study the properties of the facial semantics encoded in the latent space. We first find that GANs learn various semantics in some linear subspaces of the latent space. After identifying these subspaces, we can realistically manipulate the corresponding facial attributes without retraining the model. We then conduct a detailed study on the correlation between different semantics and manage to better disentangle them via subspace projection, resulting in more precise control of the attribute manipulation. Besides manipulating the gender, age, expression, and presence of eyeglasses, we can even alter the face pose and fix the artifacts accidentally made by GANs. Furthermore, we perform an in-depth face identity analysis and a layer-wise analysis to evaluate the editing results quantitatively. Finally, we apply our approach to real face editing by employing GAN inversion approaches and explicitly training feed-forward models based on the synthetic data established by InterFaceGAN. Extensive experimental results suggest that learning to synthesize faces spontaneously brings a disentangled and controllable face representation.

Recent 3D-aware GANs rely on volumetric rendering techniques to disentangle the pose and appearance of objects, de facto generating entire 3D volumes rather than single-view 2D images from a latent code. Complex image editing tasks can be performed in standard 2D-based GANs (e.g., StyleGAN models) as manipulation of latent dimensions. However, to the best of our knowledge, similar properties have only been partially explored for 3D-aware GAN models. This work aims to fill this gap by showing the limitations of existing methods and proposing LatentSwap3D, a model-agnostic approach designed to enable attribute editing in the latent space of pre-trained 3D-aware GANs. We first identify the most relevant dimensions in the latent space of the model controlling the targeted attribute by relying on the feature importance ranking of a random forest classifier. Then, to apply the transformation, we swap the top-K most relevant latent dimensions of the image being edited with an image exhibiting the desired attribute. Despite its simplicity, LatentSwap3D provides remarkable semantic edits in a disentangled manner and outperforms alternative approaches both qualitatively and quantitatively. We demonstrate our semantic edit approach on various 3D-aware generative models such as pi-GAN, GIRAFFE, StyleSDF, MVCGAN, EG3D and VolumeGAN, and on diverse datasets, such as FFHQ, AFHQ, Cats, MetFaces, and CompCars. The project page can be found: \url{https://enisimsar.github.io/latentswap3d/}.

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

尽管使用StyleGan进行语义操纵的最新进展，但对真实面孔的语义编辑仍然具有挑战性。 $ W $空间与$ W $+空间之间的差距需要重建质量与编辑质量之间的不良权衡。为了解决这个问题，我们建议通过用基于注意的变压器代替Stylegan映射网络中的完全连接的层来扩展潜在空间。这种简单有效的技术将上述两个空间整合在一起，并将它们转换为一个名为$ W $ ++的新的潜在空间。我们的修改后的Stylegan保持了原始StyleGan的最新一代质量，并具有中等程度的多样性。但更重要的是，提议的$ W $ ++空间在重建质量和编辑质量方面都取得了卓越的性能。尽管有这些显着优势，但我们的$ W $ ++空间支持现有的反转算法和编辑方法，仅由于其与$ w/w $+空间的结构相似性，因此仅可忽略不计的修改。 FFHQ数据集上的广泛实验证明，我们提出的$ W $ ++空间显然比以前的$ w/w $+空间更可取。该代码可在https://github.com/anonsubm2021/transstylegan上公开提供。

最近的研究表明，风格老年提供了对图像合成和编辑的下游任务的有希望的现有模型。然而，由于样式盖的潜在代码被设计为控制全球样式，因此很难实现对合成图像的细粒度控制。我们提出了SemanticStylegan，其中发电机训练以分别培训局部语义部件，并以组成方式合成图像。不同局部部件的结构和纹理由相应的潜在码控制。实验结果表明，我们的模型在不同空间区域之间提供了强烈的解剖。当与为样式器设计的编辑方法结合使用时，它可以实现更细粒度的控制，以编辑合成或真实图像。该模型也可以通过传输学习扩展到其他域。因此，作为具有内置解剖学的通用先前模型，它可以促进基于GaN的应用的发展并实现更多潜在的下游任务。

在本文中，我们解决了神经面部重演的问题，鉴于一对源和目标面部图像，我们需要通过将目标的姿势（定义为头部姿势及其面部表情定义）通过同时保留源的身份特征（例如面部形状，发型等），即使在源头和目标面属于不同身份的挑战性情况下也是如此。在此过程中，我们解决了最先进作品的一些局限在推理期间标记的数据以及c）它们不保留大型头部姿势变化中的身份。更具体地说，我们提出了一个框架，该框架使用未配对的随机生成的面部图像学会通过合并最近引入的样式空间$ \ Mathcal $ \ Mathcal {S} $ of Stylegan2的姿势，以将面部的身份特征从其姿势中解脱出来表现出显着的分解特性。通过利用这一点，我们学会使用3D模型的监督成功地混合了一对源和目标样式代码。随后用于重新制定的最终潜在代码由仅与源的面部姿势相对应的潜在单位和仅与源身份相对应的单位组成，从而显着改善了与最近的状态性能相比的重新制定性能。艺术方法。与艺术的状态相比，我们定量和定性地表明，即使在极端的姿势变化下，提出的方法也会产生更高的质量结果。最后，我们通过首先将它们嵌入预告片发电机的潜在空间来报告实际图像。我们在：https：//github.com/stelabou/stylemask上公开提供代码和预估计的模型

We present a novel image inversion framework and a training pipeline to achieve high-fidelity image inversion with high-quality attribute editing. Inverting real images into StyleGAN's latent space is an extensively studied problem, yet the trade-off between the image reconstruction fidelity and image editing quality remains an open challenge. The low-rate latent spaces are limited in their expressiveness power for high-fidelity reconstruction. On the other hand, high-rate latent spaces result in degradation in editing quality. In this work, to achieve high-fidelity inversion, we learn residual features in higher latent codes that lower latent codes were not able to encode. This enables preserving image details in reconstruction. To achieve high-quality editing, we learn how to transform the residual features for adapting to manipulations in latent codes. We train the framework to extract residual features and transform them via a novel architecture pipeline and cycle consistency losses. We run extensive experiments and compare our method with state-of-the-art inversion methods. Qualitative metrics and visual comparisons show significant improvements. Code: https://github.com/hamzapehlivan/StyleRes

在GAN的潜在空间中发现有意义的方向来操纵语义属性通常需要大量标记的数据。最近的工作旨在通过利用对比语言图像预训练（CLIP），联合文本图像模型来克服这种限制。在有希望的同时，这些方法需要几个小时的预处理或培训来达到所需的操纵。在本文中，我们展示了Stylemc，一种快速有效的文本驱动图像生成和操纵方法。 Stylemc使用基于剪辑的丢失和身份丢失来通过单个文本提示来操纵图像，而不会显着影响其他属性。与现有工作不同，Stylemc只需要几秒钟的每个文本提示培训，以找到稳定的全局方向，不需要提示工程，可以与任何预先训练的样式模型一起使用。我们展示了我们方法的有效性，并将其与最先进的方法进行比较。我们的代码可以在http://catlab-team.github.io/stylemc找到。

A rich set of interpretable dimensions has been shown to emerge in the latent space of the Generative Adversarial Networks (GANs) trained for synthesizing images. In order to identify such latent dimensions for image editing, previous methods typically annotate a collection of synthesized samples and train linear classifiers in the latent space. However, they require a clear definition of the target attribute as well as the corresponding manual annotations, limiting their applications in practice. In this work, we examine the internal representation learned by GANs to reveal the underlying variation factors in an unsupervised manner. In particular, we take a closer look into the generation mechanism of GANs and further propose a closed-form factorization algorithm for latent semantic discovery by directly decomposing the pre-trained weights. With a lightning-fast implementation, our approach is capable of not only finding semantically meaningful dimensions comparably to the state-of-the-art supervised methods, but also resulting in far more versatile concepts across multiple GAN models trained on a wide range of datasets. 1

Stone" "Mohawk hairstyle" "Without makeup" "Cute cat" "Lion" "Gothic church" * Equal contribution, ordered alphabetically. Code and video are available on https://github.com/orpatashnik/StyleCLIP

多年来，2d Gans在影像肖像的一代中取得了巨大的成功。但是，他们在生成过程中缺乏3D理解，因此他们遇到了多视图不一致问题。为了减轻这个问题，已经提出了许多3D感知的甘斯，并显示出显着的结果，但是3D GAN在编辑语义属性方面努力。 3D GAN的可控性和解释性并未得到太多探索。在这项工作中，我们提出了两种解决方案，以克服2D GAN和3D感知gan的这些弱点。我们首先介绍了一种新颖的3D感知gan，Surf-Gan，它能够在训练过程中发现语义属性，并以无监督的方式控制它们。之后，我们将先验的Surf-GAN注入stylegan，以获得高保真3D控制的发电机。与允许隐姿姿势控制的现有基于潜在的方法不同，所提出的3D控制样式gan可实现明确的姿势控制对肖像生成的控制。这种蒸馏允许3D控制与许多基于样式的技术（例如，反转和风格化）之间的直接兼容性，并且在计算资源方面也带来了优势。我们的代码可从https://github.com/jgkwak95/surf-gan获得。

通过不懈的研究增强了StyleGAN的语义可控性。尽管现有的弱监督方法在沿一个属性操纵样式代码方面很好地奏效，但操纵多个属性的准确性被忽略了。多属性表示很容易在stylegan潜在空间中纠缠，而顺序编辑会导致错误积累。为了解决这些局限性，我们设计了一个动态样式操纵网络（Dystyle），其结构和参数因输入样本而异，以执行非线性和自适应操纵潜在代码，以进行灵活和精确的属性控制。为了有效且稳定地优化障碍网络，我们提出了动态的多属性对比度学习（DMACL）方法：包括动态的多重构造对比度和动态多属性对比损失，同时将各种属性从生成中删除模型的图像和潜在空间。结果，我们的方法表明了沿多个数字和二进制属性的细粒度分离的编辑。与现有样式操纵方法的定性和定量比较验证了我们方法在多属性控制的准确性和身份保存方面的优越性，而不会损害光真相。

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

基于生成的对抗网络（GaN）的本地化图像编辑可以在语义属性之间遭受模糊性。因此，我们提出了一种新颖的目标函数来评估图像编辑的局部性。通过从预先训练的分段网络引入监督并优化目标函数，我们的框架称为局部有效的潜空间方向（LELD），适用于任何数据集和GAN架构。我们的方法也在计算上快速并且展示了高度的解剖学，这允许用户在图像上交互地执行一系列编辑。我们对GaN生成和真实图像的实验定性地展示了我们方法的高质量和优势。

最近在图像编辑中找到了生成的对抗网络（GANS）。但是，大多数基于GaN的图像编辑方法通常需要具有用于训练的语义分段注释的大规模数据集，只提供高级控制，或者仅在不同图像之间插入。在这里，我们提出了EditGan，一种用于高质量，高精度语义图像编辑的新方法，允许用户通过修改高度详细的部分分割面罩，例如，为汽车前灯绘制新掩模来编辑图像。编辑登上的GAN框架上建立联合模型图像及其语义分割，只需要少数标记的示例，使其成为编辑的可扩展工具。具体地，我们将图像嵌入GaN潜在空间中，并根据分割编辑执行条件潜代码优化，这有效地修改了图像。算优化优化，我们发现在实现编辑的潜在空间中找到编辑向量。该框架允许我们学习任意数量的编辑向量，然后可以直接应用于交互式速率的其他图像。我们通过实验表明，EditGan可以用前所未有的细节和自由来操纵图像，同时保留完整的图像质量。我们还可以轻松地组合多个编辑并执行超出EditGan训练数据的合理编辑。我们在各种图像类型上展示编辑，并定量优于标准编辑基准任务的几种先前编辑方法。

This paper describes a simple technique to analyze Generative Adversarial Networks (GANs) and create interpretable controls for image synthesis, such as change of viewpoint, aging, lighting, and time of day. We identify important latent directions based on Principal Component Analysis (PCA) applied either in latent space or feature space. Then, we show that a large number of interpretable controls can be defined by layer-wise perturbation along the principal directions. Moreover, we show that BigGAN can be controlled with layer-wise inputs in a StyleGAN-like manner. We show results on different GANs trained on various datasets, and demonstrate good qualitative matches to edit directions found through earlier supervised approaches.