Deep Photo Enhancer: Unpaired Learning for Image Enhancement from Photographs with GANs

本文主要讲的是用GAN来对照片进行增强，主要有以下的三个创新点：
global U-Net, adaptive WGAN and individual batch normalization

他的实验主要分为三大部分，1只通过生成器训练，2one-way的gan训练，3two-way的gan训练，这三个部分分别在文章的第4,5,6节讲解了。
先讲一下one-way和two-way的区别，如下图：
two way gan和one-way gan：two way ：CycleGAN [26], DualGAN [24] and DISCOGAN [14].

one-way and two-way gan

one-way就是只有一个从x-y的生成过程，2-way是既有x-y的生成，还有y-x的生成，就可以有x-y-x这个过程，所以也就有y-x-y的过程。

数据集：

MIT-Adobe 5K，包含5000张图和它们被5个资深摄影师修过后的图，本文选用的是第三个人修的图，因为效果最好。
数据集的分配：第一个2250张图和他们的修后图用来作为第四部分（监督状态下）的训练集，第2个2250张图用来训练第5,6节的不配对的网络，这里2250张修后的图作为目标域，之前的2250张原图作为原域，这样就没有重合的图了；最后的500张最为4,5,6节的测试集。

网络架构

4.生成器

这节只用了生成器，就是上图网络架构的a部分，如数据集中的数据分配所说的，这里是监督的训练，就是每一张输入都有一个gt的输出，所以只用生成器就行了。
这里的网络用的是U-NET,但是做了修改，也是文章的一个主要创新点，如图中黄色的所示，在第5层卷积的时候，将32x32x128变为16x16x128再缩为8x8，最后变成1x1x128,得到所谓的全局特征，将他每个通道内复制成一样的变回32x32x128,再拼到原本的下一层，这样就完成了全局特征的加入。这个结构在另外两部分中也这样使用
这里的损失函数是

损失函数

就是让生成的图片和人为修改的图越接近越好。
作者将这个网络和DPED 10 8RESBLK [26, 17]； (3) FCN [6]: (4) CRN ； (5) U-Net [20].这几个比较，说明他的更好。

5. One-way GAN

这里就是一般的gan的训练流程，损失函数除了对抗损失，还要加入

就是要让x和他的生成图像y'要尽量一样，保持原有的图片样子。
文中这里主要讨论了多种gan的优劣，和超参数alpha（identity loss的权重），G/D的训练次数比例的影响
这里提出了一个Adaptive WGAN，用来弥补一般WGAN的缺陷。

6. Two-way GAN

two-way gan一般分两部分a forward mapping (X→Y) 和 a backward mapping (Y→X).，前向包括

后向包括：

以前的文章中Gx和G'x是共享参数的，Gy和G'y也是，因为他们都是从源域到目标域，或者反过来，本文提出这样不好，因为G'的输入是生成的图像，所以就引入iBN（独立bn），就是连个网络的其他参数共享，bn分开算。最后效果得到提升。
这里的损失函数：

identity loss

要求生成的图像要和原图比较像

cycle consistency loss

要求x和x''要一样，能变回来

对抗损失

惩罚项

训练判别器的时候的惩罚项

训练判别器

训练判别器的时候就和C和I没什么关系了

训练生成器

训练生成器时要考虑C和I

以上是个人阅读论文笔记，如有错误，希望大家批评指正，谢谢