SCP-Diff: Semantic Image Synthesis with Noise Priors

Core Concepts

Incorporating noise priors enhances semantic image synthesis quality.

Abstract

Introduction:

Semantic image synthesis aims to generate high-quality images aligned with semantic maps for applications like autonomous driving and robotics.

Challenges with Current Techniques:

GAN-based methods have not reached desired quality levels for practical sensor simulation applications.

Proposed Solution:

Developed specific noise priors encompassing spatial, categorical, and joint prior for inference, named SCP-Diff.

Results:

SCP-Diff achieves exceptional results on Cityscapes and ADE20K datasets, setting new benchmarks in semantic image synthesis.

Experiments:

Evaluation on multiple datasets shows superior performance of SCP-Diff over ControlNet and other state-of-the-art methods.

User Study:

User study confirms the higher quality and fidelity of images generated by SCP-Diff compared to ControlNet.

Stats

ECGAN achieves 44.5 FID on Cityscapes, while SCP-Diff achieves 10.5 FID.
SCP-Diff yields an FID of 12.66 on ADE20K.

Quotes

Key Insights Distilled From

SCP-Diff

by Huan-ang Gao... at arxiv.org 03-15-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.09638.pdf

Deeper Inquiries

なぜ大規模な事前学習済みの潜在拡散モデルは意味画像合成タスクで苦労するのですか？

大規模な事前学習済みの潜在拡散モデルが意味画像合成タスクで苦労する主な理由は、訓練と推論間の分布の不一致に起因しています。通常、訓練時に使用されるノイズデータ分布と推論時に適用される標準的な正規分布との間に不整合が生じるため、生成された結果が期待通りではなくなります。

How can the discrepancy between training and inference distributions be effectively bridged without retraining

トレーニングと推論間の分布不一致を再トレーニングせずに効果的に埋める方法は何ですか？
トレーニングと推論間の分布不一致を解消するために再トレーニングせずに有効な手法は、推論時ノイズ先行を導入することです。この手法では、意味画像合成タスク向けに調整した特定のノイズ先行を開発し、それらを微調整したControlNetモデル内部で利用します。これにより、訓練中から得られた情報やドメイン知識を活用しながら問題を解決し、高品質かつ現実的な画像生成が可能となります。

What implications does the use of noise priors have for future advancements in semantic image synthesis

ノイズ先行の使用は意味画像合成技術の将来的進展にどんな影響を与えますか？
ノイズ先行技術は意味画像合成技術の将来的進展に重要な影響を与えます。これらの新しいアプローチや手法は既存のGANs（Generative Adversarial Networks）だけでは達成困難だった高品質・リアル感ある画像生成能力や制御性能向上へ道筋を示しています。また、異種領域で優れたパフォーマンスや柔軟性も提供し、「SCP-Diff」等新技術が業界全体で採用されていくことでさらなる革新や応用範囲拡大が期待されます。