We propose GOTEX, a general framework for texture synthesis by optimization that constrains the statistical distribution of local features. While our model encompasses several existing texture models, we focus on the case where the comparison between feature distributions relies on optimal transport distances. We show that the semi-dual formulation of optimal transport allows to control the distribution of various possible features, even if these features live in a high-dimensional space. We then study the resulting minimax optimization problem, which corresponds to a Wasserstein generative model, for which the inner concave maximization problem can be solved with standard stochastic gradient methods. The alternate optimization algorithm is shown to be versatile in terms of applications, features and architecture; in particular it allows to produce high-quality synthesized textures with different sets of features. We analyze the results obtained by constraining the distribution of patches or the distribution of responses to a pre-learned VGG neural network. We show that the patch representation can retrieve the desired textural aspect in a more precise manner. We also provide a detailed comparison with state-of-the-art texture synthesis methods. The GOTEX model based on patch features is also adapted to texture inpainting and texture interpolation. Finally, we show how to use our framework to learn a feed-forward neural network that can synthesize on-the-fly new textures of arbitrary size in a very fast manner. Experimental results and comparisons with the mainstream methods from the literature illustrate the relevance of the generative models learned with GOTEX.


翻译:我们提出THATEX,这是限制当地特征统计分布的最优化质谱合成的总框架。我们的模型包含若干现有的质谱模型,但我们侧重于特征分布比较取决于最优运输距离的情况。我们显示,半双式最佳运输配方能够控制各种可能特征的分布,即使这些特征存在于高维空间中。我们接着研究由此产生的微缩最大优化问题,这与瓦塞尔斯坦的基因化模型相对应,在这个模型中,内部相融合的最大化比较问题可以通过标准的随机梯度方法加以解决。替代优化算法在应用、特征和结构方面显示出多功能性;特别是它能够产生具有不同特征的高质量综合质谱。我们分析通过限制补丁分布或对预入动VGG神经网络的响应分布而获得的结果。我们表明,补丁代表可以以更精确的方式检索理想的质谱化方面。我们还提供了与状态的质谱化综合模型的详细比较,从应用、特征和结构上显示,特别是它能够产生高品质综合的质化质化质化文本的实用性;基于补性特征的模型,也可以在最后的文本化框架中显示,我们如何学习文本的流化方法。

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