Deep learning-based image generation has seen significant advancements with diffusion models, notably improving the quality of generated images. Despite these developments, generating images with unseen characteristics beneficial for downstream tasks has received limited attention. To bridge this gap, we propose Style-Extracting Diffusion Models, featuring two conditioning mechanisms. Specifically, we utilize 1) a style conditioning mechanism which allows to inject style information of previously unseen images during image generation and 2) a content conditioning which can be targeted to a downstream task, e.g., layout for segmentation. We introduce a trainable style encoder to extract style information from images, and an aggregation block that merges style information from multiple style inputs. This architecture enables the generation of images with unseen styles in a zero-shot manner, by leveraging styles from unseen images, resulting in more diverse generations. In this work, we use the image layout as target condition and first show the capability of our method on a natural image dataset as a proof-of-concept. We further demonstrate its versatility in histopathology, where we combine prior knowledge about tissue composition and unannotated data to create diverse synthetic images with known layouts. This allows us to generate additional synthetic data to train a segmentation network in a semi-supervised fashion. We verify the added value of the generated images by showing improved segmentation results and lower performance variability between patients when synthetic images are included during segmentation training. Our code will be made publicly available at [LINK].


翻译:基于深度学习的图像生成技术随着扩散模型的发展取得了显著进展,尤其是在生成图像质量方面。然而,针对生成具有对下游任务有益的新颖特征的图像这一方向,相关研究仍较为有限。为弥补这一不足,我们提出一种基于样式提取的扩散模型,其包含两种条件机制。具体而言,我们采用:1)样式条件机制,允许在图像生成过程中注入未见图像的风格信息;2)内容条件机制,可针对下游任务(如用于分割的布局)进行定向控制。我们引入了一个可训练的样式编码器,用于从图像中提取风格信息,并设计了一个聚合模块,能够融合来自多个样式输入的风格特征。该架构能够以零样本方式利用未见图像的风格生成具有新颖风格的图像,从而提升生成结果的多样性。在本研究中,我们以图像布局作为目标条件,首先在自然图像数据集上验证了方法的可行性。进一步地,我们展示了其在组织病理学领域的通用性:通过结合关于组织成分的先验知识与未标注数据,生成具有已知布局的多样化合成图像。这使我们能够额外生成合成数据,以半监督方式训练分割网络。通过实验证明,在分割训练中纳入合成图像可改善分割结果并降低患者间的性能变异性。我们的代码将在[链接]处公开提供。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2022年10月20日
A Comprehensive Survey on Graph Neural Networks
Arxiv
21+阅读 · 2019年1月3日
Exploring Visual Relationship for Image Captioning
Arxiv
15+阅读 · 2018年9月19日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:45
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:37
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:27
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
9+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员