您现在的位置是:首页 > 人工智能人工智能
StyleGAN3问世,等变性perfect!皮肤、毛发不再粘屏幕,还能360度旋转 | 已开源
cc博主2021-10-13【人工智能】713人已围观
作者 | 琰琰、青暮
太狂野了!
你永远不知道StyleGAN的想象力可以有多强大。
刚刚英伟达最新推出的升级版StyleGAN 3,因为一组合成艺术作品刷爆Twitter,不少网友感叹:AI 制造了人类无法理解的恐怖!
而更令人震惊的是,除了强大的艺术创作能力,是它没有幻影的丝滑级过渡,以及对细节的高精度处理!StyleGAN生成式对抗网络是一种最先进的高分辨率图像合成方法,从最初的GAN到StyleGAN2变体,其图像合成能力一直在突破人类的想象,而这次升级版StyleGAN3的对生成细节的把控更是令人惊叹!
AI科技评论发现,这项研究出自英伟达最新论文《Alias-Free Generative Adversarial Networks》,论文中表明,它从根本上解决了StyleGAN2 图像坐标与特征粘连的问题,实现了真正的图像平移、旋转等不变性,大幅提高了图像合成质量。
何谓等变性?简单理解就是生成的物体和图像的像素坐标没关系,仔细看下图:
你会发现StyleGAN2生成的动物毛发会粘在屏幕上,和动物的形态变化不一致。这就是StyleGAN变体一直无法解决的难题之一。果然魔鬼都在细节里!
1
StyleGAN3的魔力
我们知道,尽管生成式对抗网络具有层级卷积的性质,但由于过度依赖绝对像素坐标往往会出现图像细节“粘”在坐标上的现象,原因多出自”粗糙“的信号处理过程和神经网络混叠上。
在这项研究中,英伟达将网络中的所有信号解释为连续的,并对架构进行轻微调整保证不需要的信息不会泄漏到分层合成过程,最终得到了StyleGAN3,相比于StyleGAN2,它在保证了图像基本质量的同时,明显改善了其内部的表示方式——即使在亚像素尺度上也能实现绝对的平移和旋转。
项目主页:https://nvlabs.github.io/stylegan3/
虽然生成式对抗网络(generative adversarial networks, GAN)已被广泛用于各种应用,包括图像编辑、图像翻译以及视频生成,现有的控制生成的模型也达到了很高的水平,但总体而言,在合成过程的基础层面仍有极大的改善空间。
在现实世界中,图像在不同尺度上的细节往往是层次变化的。例如,头部的移动可能导致头发、鼻子,甚至皮肤上毛孔随之改变。
通常,典型GAN生成器的结构化处理过程是:粗糙、低分辨率的特征通过上采样层分层细化,再通过卷积局部混合,以及非线性引入新的细节。这种体系结构可能基本还原了图像的表面特征,但它并没有以一种“自然而然”的方式合成更逼真的图像,也就是说,粗糙特征确保了图像细节的存在,但没有控制它们的精确位置,细节被固定在了图像坐标上。
所形成的“纹理粘附”特征在隐藏表示的插值中清晰可见,打破了动态物体在空间中移动的连贯性。
这项研究的目标就是,创建更自然的转换层次的体系结构,让每个特征的精确亚像素位置都从底层粗特征中获得。我们再来看一组最终的效果图:
可以看到,在头部移动的情况下,左图 StyleGAN2 生成的头发、皱纹等粘在了屏幕坐标上,而右图StyleGAN3生成的所有细节都可以连贯地转换,效果丝滑。
在 MetFaces 、animal数据集中的效果同样如此,StyleGAN3中的场景与其余部分平滑地转换。
还可以注意到,在风景图生成中,StyleGAN3似乎已经学会模仿镜头运动(beach数据集)。
下图展示了几种“桥式(bridge)”配置中平移等变性或缺乏平移等变性的现象。
第一列图像是利用具有解析傅立叶输入特征的生成器生成的图像;第二列图像基于第一列图像,通过使用高质量的重采样滤波器进行反向平移来“不变换”像素。
第三列图像展示了前两列图像的不同。对于完美“等变”生成器(第5张图和第6张图),前两列图像是相同的,由模图像边界(由于光裁剪而未显示)和重采样产生数字噪声。可以看出,在60 dB范围内,其在视觉上堪称完美。
下图以类似于上图的方式说明了StyleGAN3的旋转等变性。
第一行中的StyleGAN3-T只为平移等变性而设计,正如预期的那样,它在旋转不变性上完全失败了。第二行展示的是StyleGAN3-T的一种变体,它使用p4对称G-CNN实现旋转等变。在360度的人脸旋转中,在90度的倍数处是精确的,但在中间角度处会发生扭曲。而StyleGAN3-R展示了高保真的旋转等变性(尽管视觉上还不算完美)。
下图演示了点态非线性(这里是ReLU)固有的混叠,以及StyleGAN3的解决方案。
左列:原始限带信号z,对其理想版本(上)进行采样(中),然后根据采样(下)进行重构。由于采样率足够高,可以捕获信号,因此不会发生混叠。
中间列:在连续域(顶部)应用点向非线性会产生一个非光滑函数,这是由于在零交叉点处的剪切。采样这个信号(中间)并从样本(底部)重建函数会产生一个混叠的结果,因为由裁剪产生的高频不能用样本网格表示。
右列:在连续域中对ReLUed函数应用低通滤波器(上),再次得到平滑函数:对它进行采样(中间)可以实现真实的重构(底部)。
下图比较了StyleGAN3和StyleGAN2(第一行)的内部激活模式。StyleGAN3-T(中间,平移等变)和StyleGAN3-R(底部,旋转等变)两个等变网络构建图像的方式,与StyleGAN2的最终图像中遵循特征的多尺度相位信号的方式完全不同。
基于StyleGAN3的构造,这些信号必须控制图像特征的外观和相对位置。研究人员假设局部定向振荡形成一个基底,从而使分层定位成为可能。StyleGAN3的构造似乎使网络很自然地从低频输入的傅里叶特征构造图像。
下图解释了切片可视化对比,表明在人脸平移时,对于某个固定的坐标切片,StyleGAN3可以随人脸移动变化纹理,而StyleGAN2则倾向于生成固定的纹理。
2
StyleGAN3的技术创新
以上示例证明,StyleGAN 的层次结构通过图像边界、像素噪声输入和位置编码以及混叠,可以利用中间层实现位置精确。
在GAN的相关文献中,混叠这一概念很少被提及,作者在这项研究中,提供了两个混叠来源 :1)由非理想上采样滤波器(如卷积、双线性卷积或跨步卷积)产生的像素网格后模糊图像。2)非线性的逐点应用,如ReLU或swish。
他们发现,混叠网络具有放大并在多个尺度上组合图像像素的能力,这对于弱化固定在屏幕坐标中的纹理图案至关重要。并且实验证明,该网络还适用于深度学习中所有常用过滤器,甚至图像处理中使用的高质量过滤器。
我们知道,成功消除所有位置参考来源意味着无论像素坐标如何,细节都可以被很好地生成,它相当于在所有层中对亚像素平移(和旋转)实施连续的等方差。
事实证明,当前的上采样滤波器在抑制混叠方面根本不够积极,而且需要具有超过100dB衰减的高质量滤波器。这项研究提出了一种解决点态非线性引起的混叠的原理,考虑了它们在连续域的影响,并对结果进行适当的低通滤波。
此外,实验证明:一个基于1×1卷积的模型能够产生强旋转的等变生成器。一旦适当地抑制了混叠以迫使模型实现更自然的层次细化,它的操作模式就会发现显著变化:坐标系统等内部表示,允许细节准确地附加到底层表面。这将显著改进用于生成视频和动画的模型。
效果如此完美,真的不是cherry-picking?
英伟达也怕你不服气,火速开源了项目,还提供了colab供小白尝试。
参考资料
项目主页:https://nvlabs.github.io/stylegan3/
论文地址:https://arxiv.org/pdf/2106.12423.pdf
Github地址:https://github.com/NVlabs/stylegan3
colab:https://colab.research.google.com/drive/1BXNHZBai-pXtP-ncliouXo_kUiG1Pq7M?usp=sharing
https://news.ycombinator.com/item?id=28833213
cc博客网(公众号:cc博客网)
cc博客网版权文章,未经授权禁止转载。详情见转载须知。
相关文章
- ICCV2021 | 武汉大学提出“变化无处不在”单时相监督的变化检测器
- 深度学习为何泛化的那么好?秘密或许隐藏在内核机中
- 稳定免费ssr节点账号链接分享-最新v2ray节点更新2021/10/13
- 让中小企拥有链上信用 Trusple用区块链提升企业跨境贸易效率
- 洛杉矶cera特价,2核 4G 30M 29元/月起,可选Windows/可自定义配置青云互联
- 腾讯云携手全球咨询公司毕马威 共同助力数字经济发展
- 苹果再次上诉Epic,App Store允许第三方支付搁浅
- 旷视技术分享会首期“开课”:AI多摄助力手机影像突破
- 探索生态文明,展示中国智慧,CBD COP15我们“云上见”
- 2021中国IPv6创新发展大会召开,腾讯云成功入选优秀案例
猜你喜欢
宇视科技发布首款户外电源产品,正式进军储能行业
业界近期,宇视科技(uniview)发布首款户外便携电源产品ES-S1000,正式进军储能市场。该款产品最大支持1000W的输出功率(瞬时功率可达2000W),电源容量1021Wh,拥有7个接口5种输出方式,可给各种小家电供电,满足户外休闲、户外作业、移动办公、摄...
阅读更多公益ssr节点账号分享-Twitter推特v2ray节点链接-每日更新(2022/9/22)
技术好文今天星期四,cc博主继续为大家提供公益ssr节点账号分享-Twitter推特v2ray节点链接,更新于2022年9月22日17点更新,最新v2ray节点分享。需要付费节点下方推荐点击v2rayn出门右拐即可,周末更新资源部分可用,免费资源不易,请大家珍惜。CC...
阅读更多理想汽车8月销量断崖下滑,位于同行倒数;三星内涵iPhone14创新不足;字节表示无上市计划,飞书是未来大机会|雷峰早报
业界理想汽车:8月交付量4571辆,销量断崖下滑9月1日,多家新势力车企公布了2022年8月造车成绩单。其中,理想汽车8月仅交付4571台,同比下降51.54%,环比下降56.14%,再次陷入低谷,仅高于疫情最严重时4月的4167辆,销量出现断崖式下滑。8月交付...
阅读更多孙正义陷入「贪利」危机
业界以前的孙正义,曾在软银内部工作会议中告诉员工:创业公司的估值仍在飙升,你们的投资还不够激进。然而就在今年的8月8日,64岁的孙正义作为软银CEO的身份公开进行自我检讨。在这场被他形容为“令人沮丧”的新闻发布会,他对外坦诚道:我为自己过去贪图暴利而感到羞愧。...
阅读更多软银抛售阿里大半持股融资,董事会席位或不保;国美大幅裁员,多位高管被免职;金融业限薪令出台,控制薪酬差距,向一线员工倾斜|雷峰早报
业界国美大幅裁员,多位高管被免职8月3日消息,据财新网报道,多名国美员工表示,公司在4月开启一轮裁员,涉及3C、家电等多个部门,作为战略重点的电商平台真快乐亦未能幸免。内部人士称,真快乐公司执行副总裁丁薇已被免职,团队已大幅裁员。不仅如此,国美多个业务板块均有人...
阅读更多
热评文章
2024年V2ray/Clash/SSR/Shadowrocke俄罗斯-美国免费节点梯子更新(11/6)
长期免费ssr节点机场分享-永久v2ray加速器订阅-每日更新(2024/11/4)
2024年V2ray/Clash/SSR/Shadowrocke印度-美国免费节点机场(11/8)
95 后创业者 VAST 宋亚宸:要做3D「抖音」内容平台
RISC-V基金会如何支持HPC和AI领域的公司?
纸飞机汉化包ios_纸飞机汉化包提示有后门
vps加速器免费加速极光_免费加速器永久免费版不用登录
飞机下载链接_飞机下载链接官网
旋风加速度器xfvzcc_旋风加速度器x353cc功能介绍
搞笑电报员口吐芬芳_电报员口吐芬芳无消音