Vector-Quantized (VQ-based) generative models usually consist of two basic components, i.e., VQ tokenizers and generative transformers. Prior research focuses on improving the reconstruction fidelity of VQ tokenizers but rarely examines how the improvement in reconstruction affects the generation ability of generative transformers. In this paper, we surprisingly find that improving the reconstruction fidelity of VQ tokenizers does not necessarily improve the generation. Instead, learning to compress semantic features within VQ tokenizers significantly improves generative transformers' ability to capture textures and structures. We thus highlight two competing objectives of VQ tokenizers for image synthesis: semantic compression and details preservation. Different from previous work that only pursues better details preservation, we propose Semantic-Quantized GAN (SeQ-GAN) with two learning phases to balance the two objectives. In the first phase, we propose a semantic-enhanced perceptual loss for better semantic compression. In the second phase, we fix the encoder and codebook, but enhance and finetune the decoder to achieve better details preservation. The proposed SeQ-GAN greatly improves VQ-based generative models and surpasses the GAN and Diffusion Models on both unconditional and conditional image generation. Our SeQ-GAN (364M) achieves Frechet Inception Distance (FID) of 6.25 and Inception Score (IS) of 140.9 on 256x256 ImageNet generation, a remarkable improvement over VIT-VQGAN (714M), which obtains 11.2 FID and 97.2 IS.

尽管两阶段矢量量化（VQ）生成模型允许合成高保真性和高分辨率图像，但其量化操作员将图像中的相似贴片编码为相同的索引，从而为相似的相邻区域重复使用现有的解码器体系结构的相似相似区域的重复伪像。为了解决这个问题，我们建议将空间条件的归一化结合起来，以调节量化的向量，以便将空间变体信息插入嵌入式索引图中，从而鼓励解码器生成更真实的图像。此外，我们使用多通道量化来增加离散代码的重组能力，而无需增加模型和代码簿的成本。此外，为了在第二阶段生成离散令牌，我们采用掩盖的生成图像变压器（MaskGit）来学习压缩潜在空间中的基础先验分布，该分布比常规自动回归模型快得多。两个基准数据集的实验表明，我们提出的调制VQGAN能够大大提高重建的图像质量，并提供高保真图像的产生。

Designed to learn long-range interactions on sequential data, transformers continue to show state-of-the-art results on a wide variety of tasks. In contrast to CNNs, they contain no inductive bias that prioritizes local interactions. This makes them expressive, but also computationally infeasible for long sequences, such as high-resolution images. We demonstrate how combining the effectiveness of the inductive bias of CNNs with the expressivity of transformers enables them to model and thereby synthesize high-resolution images. We show how to (i) use CNNs to learn a contextrich vocabulary of image constituents, and in turn (ii) utilize transformers to efficiently model their composition within high-resolution images. Our approach is readily applied to conditional synthesis tasks, where both non-spatial information, such as object classes, and spatial information, such as segmentations, can control the generated image. In particular, we present the first results on semanticallyguided synthesis of megapixel images with transformers and obtain the state of the art among autoregressive models on class-conditional ImageNet. Code and pretrained models can be found at https://git.io/JnyvK.

尽管自回归模型在图像生成上取得了令人鼓舞的结果，但它们的单向生成过程阻止了所得图像完全反映全球环境。为了解决这个问题，我们提出了一个有效的图像生成框架，该框架与上下文RQ-Transformer的草稿和革命框架在生成过程中考虑了全局上下文。作为广义的VQ-VAE，RQ-VAE首先将高分辨率图像表示为一系列离散代码堆栈。序列中的代码堆栈被随机掩盖后，对上下文RQ转换器进行了训练，以根据图像的未掩盖上下文来填充蒙版的代码堆栈。然后，上下文的RQ-Transformer使用我们的两阶段解码，草稿和重新观察并生成图像，同时在生成过程中利用图像的全局上下文。具体来说。在草稿阶段，尽管质量相当低，但我们的模型首先着重于产生多样化的图像。然后，在修订阶段，模型迭代地改善了图像的质量，同时保留了生成图像的全局环境。在实验中，我们的方法在条件图像生成上实现了最新的结果。我们还验证了，通过有效控制图像生成中质量多样性权衡的质量多样性权衡，草稿进行解码可以实现高性能。

尽管最近的生成面部先验和几何事物最近证明了盲面修复的高质量结果，但忠实于投入的细粒度细节仍然是一个具有挑战性的问题。由基于经典词典的方法和最近的矢量量化（VQ）技术激励，我们提出了一种基于VQ的面部恢复方法-VQFR。 VQFR利用从高质量面孔中提取的高质量低级特征银行，因此可以帮助恢复现实的面部细节。但是，通过忠实的细节和身份保存，VQ代码簿的简单应用无法取得良好的结果。因此，我们进一步介绍了两个特殊的网络设计。 1）。我们首先研究了VQ代码簿中的压缩补丁大小，并发现使用适当的压缩补丁大小设计的VQ代码簿对于平衡质量和忠诚度至关重要。 2）。为了进一步融合来自输入的低级功能，而不是“污染” VQ代码簿中生成的现实细节，我们提出了一个由纹理解码器和主要解码器组成的并行解码器。然后，这两个解码器与具有变形卷积的纹理翘曲模块进行交互。拟议的VQFR配备了VQ Codebook作为面部细节词典和平行解码器设计，可以在很大程度上提高面部细节的恢复质量，同时保持对先前方法的保真度。

作为生成部件作为自回归模型的向量量化变形式自动化器（VQ-VAE）的集成在图像生成上产生了高质量的结果。但是，自回归模型将严格遵循采样阶段的逐步扫描顺序。这导致现有的VQ系列模型几乎不会逃避缺乏全球信息的陷阱。连续域中的去噪扩散概率模型（DDPM）显示了捕获全局背景的能力，同时产生高质量图像。在离散状态空间中，一些作品已经证明了执行文本生成和低分辨率图像生成的可能性。我们认为，在VQ-VAE的富含内容的离散视觉码本的帮助下，离散扩散模型还可以利用全局上下文产生高保真图像，这补偿了沿像素空间的经典自回归模型的缺陷。同时，离散VAE与扩散模型的集成解决了传统的自回归模型的缺点是超大的，以及在生成图像时需要在采样过程中的过度时间的扩散模型。结果发现所生成的图像的质量严重依赖于离散的视觉码本。广泛的实验表明，所提出的矢量量化离散扩散模型（VQ-DDM）能够实现与低复杂性的顶层方法的相当性能。它还展示了在没有额外培训的图像修复任务方面与自回归模型量化的其他矢量突出的优势。

生成建模研究的持续趋势是将样本分辨率推高更高，同时减少培训和采样的计算要求。我们的目标是通过技术的组合进一步推动这一趋势 - 每个组件代表当前效率在各自领域的顶峰。其中包括载体定量的GAN（VQ-GAN），该模型具有高水平的损耗 - 但感知上微不足道的压缩模型；沙漏变形金刚，一个高度可扩展的自我注意力模型；和逐步未胶片的denoising自动编码器（Sundae），一种非自动化（NAR）文本生成模型。出乎意料的是，当应用于多维数据时，我们的方法突出了沙漏变压器的原始公式中的弱点。鉴于此，我们建议对重采样机制进行修改，该机制适用于将分层变压器应用于多维数据的任何任务。此外，我们证明了圣代表到长序列长度的可伸缩性 - 比先前的工作长四倍。我们提出的框架秤达到高分辨率（$ 1024 \ times 1024 $），并迅速火车（2-4天）。至关重要的是，训练有素的模型在消费级GPU（GTX 1080TI）上大约2秒内生产多样化和现实的百像样品。通常，该框架是灵活的：支持任意数量的采样步骤，示例自动插入，自我纠正功能，有条件的生成和NAR公式，以允许任意介绍掩护。我们在FFHQ256上获得10.56的FID得分 - 仅在100个采样步骤中以不到一半的采样步骤接近原始VQ -GAN，而FFHQ1024的FFHQ1024和21.85。

通过将图像形成过程分解成逐个申请的去噪自身额，扩散模型（DMS）实现了最先进的合成导致图像数据和超越。另外，它们的配方允许引导机构来控制图像生成过程而不会再刷新。然而，由于这些模型通常在像素空间中直接操作，因此强大的DMS的优化通常消耗数百个GPU天，并且由于顺序评估，推理是昂贵的。为了在保留其质量和灵活性的同时启用有限计算资源的DM培训，我们将它们应用于强大的佩带自动化器的潜在空间。与以前的工作相比，这种代表上的培训扩散模型允许第一次达到复杂性降低和细节保存之间的近乎最佳点，极大地提高了视觉保真度。通过将跨关注层引入模型架构中，我们将扩散模型转化为强大而柔性的发电机，以进行诸如文本或边界盒和高分辨率合成的通用调节输入，以卷积方式变得可以实现。我们的潜在扩散模型（LDMS）实现了一种新的技术状态，可在各种任务中进行图像修复和高竞争性能，包括无条件图像生成，语义场景合成和超级分辨率，同时与基于像素的DMS相比显着降低计算要求。代码可在https://github.com/compvis/lattent-diffusion获得。

Recently, vector quantized autoregressive (VQ-AR) models have shown remarkable results in text-to-image synthesis by equally predicting discrete image tokens from the top left to bottom right in the latent space. Although the simple generative process surprisingly works well, is this the best way to generate the image? For instance, human creation is more inclined to the outline-to-fine of an image, while VQ-AR models themselves do not consider any relative importance of each component. In this paper, we present a progressive denoising model for high-fidelity text-to-image image generation. The proposed method takes effect by creating new image tokens from coarse to fine based on the existing context in a parallel manner and this procedure is recursively applied until an image sequence is completed. The resulting coarse-to-fine hierarchy makes the image generation process intuitive and interpretable. Extensive experiments demonstrate that the progressive model produces significantly better results when compared with the previous VQ-AR method in FID score across a wide variety of categories and aspects. Moreover, the text-to-image generation time of traditional AR increases linearly with the output image resolution and hence is quite time-consuming even for normal-size images. In contrast, our approach allows achieving a better trade-off between generation quality and speed.

我们介绍了文本到图像生成的矢量量化扩散（VQ-扩散）模型。该方法基于矢量量化变分性AutoEncoder（VQ-VAE），其潜像通过最近开发的去噪扩散概率（DDPM）的条件变体为基础。我们发现这种潜在空间方法非常适合于图像到图像生成任务，因为它不仅消除了具有现有方法的单向偏差，还允许我们结合掩模和更换的扩散策略，以避免积累错误，这是现有方法的严重问题。我们的实验表明，与具有类似数量的参数数量的传统自回归（AR）模型相比，VQ扩散产生明显更好的文本到图像生成结果。与以前的基于GAN的文本到图像方法相比，我们的VQ扩散可以通过大边缘处理更复杂的场景并提高合成的图像质量。最后，我们表明我们的方法中的图像生成计算可以通过Reparameter化进行高效。利用传统的AR方法，文本到图像生成时间随输出图像分辨率线性增加，因此即使对于正常尺寸图像也是相当耗时的。 VQ-扩散使我们能够在质量和速度之间实现更好的权衡。我们的实验表明，具有Reparameterization的VQ扩散模型比传统的AR方法快15倍，同时实现更好的图像质量。

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

扩散模型（DMS）显示出高质量图像合成的巨大潜力。但是，当涉及到具有复杂场景的图像时，如何正确描述图像全局结构和对象细节仍然是一项具有挑战性的任务。在本文中，我们提出了弗里多（Frido），这是一种特征金字塔扩散模型，该模型执行了图像合成的多尺度粗到1个降解过程。我们的模型将输入图像分解为依赖比例的矢量量化特征，然后是用于产生图像输出的粗到细门。在上述多尺度表示阶段，可以进一步利用文本，场景图或图像布局等其他输入条件。因此，还可以将弗里多应用于条件或跨模式图像合成。我们对各种无条件和有条件的图像生成任务进行了广泛的实验，从文本到图像综合，布局到图像，场景环形图像到标签形象。更具体地说，我们在五个基准测试中获得了最先进的FID分数，即可可和开阔图像的布局到图像，可可和视觉基因组的场景环形图像以及可可的标签对图像图像。 。代码可在https://github.com/davidhalladay/frido上找到。

Recent neural compression methods have been based on the popular hyperprior framework. It relies on Scalar Quantization and offers a very strong compression performance. This contrasts from recent advances in image generation and representation learning, where Vector Quantization is more commonly employed. In this work, we attempt to bring these lines of research closer by revisiting vector quantization for image compression. We build upon the VQ-VAE framework and introduce several modifications. First, we replace the vanilla vector quantizer by a product quantizer. This intermediate solution between vector and scalar quantization allows for a much wider set of rate-distortion points: It implicitly defines high-quality quantizers that would otherwise require intractably large codebooks. Second, inspired by the success of Masked Image Modeling (MIM) in the context of self-supervised learning and generative image models, we propose a novel conditional entropy model which improves entropy coding by modelling the co-dependencies of the quantized latent codes. The resulting PQ-MIM model is surprisingly effective: its compression performance on par with recent hyperprior methods. It also outperforms HiFiC in terms of FID and KID metrics when optimized with perceptual losses (e.g. adversarial). Finally, since PQ-MIM is compatible with image generation frameworks, we show qualitatively that it can operate under a hybrid mode between compression and generation, with no further training or finetuning. As a result, we explore the extreme compression regime where an image is compressed into 200 bytes, i.e., less than a tweet.

We explore a new class of diffusion models based on the transformer architecture. We train latent diffusion models of images, replacing the commonly-used U-Net backbone with a transformer that operates on latent patches. We analyze the scalability of our Diffusion Transformers (DiTs) through the lens of forward pass complexity as measured by Gflops. We find that DiTs with higher Gflops -- through increased transformer depth/width or increased number of input tokens -- consistently have lower FID. In addition to possessing good scalability properties, our largest DiT-XL/2 models outperform all prior diffusion models on the class-conditional ImageNet 512x512 and 256x256 benchmarks, achieving a state-of-the-art FID of 2.27 on the latter.

本文探讨了贝尔视觉变压器预训练的更好的码本。最近的工作成功地转移了从NLP到视野领域的BERT预训练。它直接采用一个简单的离散VAE作为视觉销售器，但尚未考虑由此产生的视觉令牌的语义水平。相比之下，NLP字段中的离散令牌是自然的高度语义。这种差异激励我们学习一个感知码本。我们惊奇地找到了一个简单而有效的想法：在DVAE训练期间强制执行感知相似性。我们证明，所提出的感知码本生成的视觉令牌确实表现出更好的语义含义，随后有助于预训练在各种下游任务中实现卓越的转移性能。例如，我们在Imagenet-1K上实现了84.5前1个精度，vit-B骨干，优于竞争方法Beit +1.3，具有相同的训练纪元。它还可以通过+1.3框AP和+1.0掩模AP，在ADE20K上的语义细分，在ADE20K上提高对象检测和分割任务的性能，+1.0 miou，代码和型号将在\ url {https：// github.com/microsoft/peco}。

盲面修复是一个高度不良的问题，通常需要辅助指导至1）改进从退化输入到所需输出的映射，或2）补充输入中丢失的高质量细节。在本文中，我们证明了在一个较小的代理空间中的一本学识渊博的代码书在很大程度上降低了恢复映射的不确定性和模棱两可，通过将盲面修复作为代码预测任务，同时为产生高质量的面孔提供丰富的视觉原子。在此范式下，我们提出了一个基于变压器的预测网络，名为CodeFormer，以模拟代码预测的低质量面孔的全局构图和上下文，从而使发现自然面，即使输入严重，也紧密近似目标面退化。为了增强不同降解的适应性，我们还提出了一个可控的特征转换模块，该模块可以在忠诚度和质量之间进行灵活的权衡。得益于表达的代码书的先验和全球建模，CodeFormer的质量和忠诚度都优于艺术状态，从而表现出优势的降级性。关于合成和现实世界数据集的广泛实验结果验证了我们方法的有效性。

非自动进取的生成变压器最近表现出令人印象深刻的图像产生性能，并且比自动回归对应物更快。但是，从视觉令牌的真实关节分布中进行的最佳并行采样仍然是一个开放的挑战。在本文中，我们介绍了代币批评，这是一种辅助模型，用于指导非自动性生成变压器的采样。鉴于掩盖和重建的真实图像，对代币批判性模型进行了训练，以区分哪种视觉令牌属于原始图像，哪些是由生成变压器采样的。在非自动回归迭代采样过程中，令牌批评者用于选择要接受的代币以及拒绝和重新取样的代币。再加上最先进的生成变压器令牌 - 批判性可显着提高其性能，并且在挑战性的课堂条件化成像生成中，就产生的图像质量和多样性之间的权衡取舍了最近的扩散模型和gan 。

We explore the use of Vector Quantized Variational AutoEncoder (VQ-VAE) models for large scale image generation. To this end, we scale and enhance the autoregressive priors used in VQ-VAE to generate synthetic samples of much higher coherence and fidelity than possible before. We use simple feed-forward encoder and decoder networks, making our model an attractive candidate for applications where the encoding and/or decoding speed is critical. Additionally, VQ-VAE requires sampling an autoregressive model only in the compressed latent space, which is an order of magnitude faster than sampling in the pixel space, especially for large images. We demonstrate that a multi-scale hierarchical organization of VQ-VAE, augmented with powerful priors over the latent codes, is able to generate samples with quality that rivals that of state of the art Generative Adversarial Networks on multifaceted datasets such as ImageNet, while not suffering from GAN's known shortcomings such as mode collapse and lack of diversity.

现实世界图像超分辨率（SR）的关键挑战是在低分辨率（LR）图像中恢复具有复杂未知降解（例如，下采样，噪声和压缩）的缺失细节。大多数以前的作品还原图像空间中的此类缺失细节。为了应对自然图像的高度多样性，他们要么依靠难以训练和容易训练和伪影的不稳定的甘体，要么诉诸于通常不可用的高分辨率（HR）图像中的明确参考。在这项工作中，我们提出了匹配SR（FEMASR）的功能，该功能在更紧凑的特征空间中恢复了现实的HR图像。与图像空间方法不同，我们的FEMASR通过将扭曲的LR图像{\ IT特征}与我们预读的HR先验中的无失真性HR对应物匹配来恢复HR图像，并解码匹配的功能以获得现实的HR图像。具体而言，我们的人力资源先验包含一个离散的特征代码簿及其相关的解码器，它们在使用量化的生成对抗网络（VQGAN）的HR图像上预估计。值得注意的是，我们在VQGAN中结合了一种新型的语义正则化，以提高重建图像的质量。对于功能匹配，我们首先提取由LR编码器组成的LR编码器的LR功能，然后遵循简单的最近邻居策略，将其与预读的代码簿匹配。特别是，我们为LR编码器配备了与解码器的残留快捷方式连接，这对于优化功能匹配损耗至关重要，还有助于补充可能的功能匹配错误。实验结果表明，我们的方法比以前的方法产生更现实的HR图像。代码以\ url {https://github.com/chaofengc/femasr}发布。

Generative adversarial networks (GANs) have made great success in image inpainting yet still have difficulties tackling large missing regions. In contrast, iterative algorithms, such as autoregressive and denoising diffusion models, have to be deployed with massive computing resources for decent effect. To overcome the respective limitations, we present a novel spatial diffusion model (SDM) that uses a few iterations to gradually deliver informative pixels to the entire image, largely enhancing the inference efficiency. Also, thanks to the proposed decoupled probabilistic modeling and spatial diffusion scheme, our method achieves high-quality large-hole completion. On multiple benchmarks, we achieve new state-of-the-art performance. Code is released at https://github.com/fenglinglwb/SDM.