AI時(shí)代的寵兒 GAN的典型應(yīng)用

近兩年，在學(xué)術(shù)領(lǐng)域引起世界范圍熱切關(guān)注的，當(dāng)屬2016年AlphaGo大戰(zhàn)李世石，以及隨后AlphaGo與柯潔的人機(jī)大戰(zhàn)。對(duì)這場(chǎng)圍棋賽事的直播、解說(shuō)、討論熱度等都絲毫不亞于今日大家對(duì)世界杯的關(guān)注。

正當(dāng)人們都在驚嘆AlphaGo的強(qiáng)大，甚至柯潔本人都感嘆“AlphaGo實(shí)在太完美”的時(shí)候，人工智能的腳步卻絲毫沒(méi)有逗留。很快，計(jì)算機(jī)可以自己作詩(shī)、畫(huà)畫(huà)、甚至寫(xiě)樂(lè)譜了，而且寫(xiě)出來(lái)的詩(shī)作、畫(huà)作、樂(lè)譜都被認(rèn)為“挺像樣的”；越來(lái)越多的“語(yǔ)音助手”，被用于車載導(dǎo)航、電腦和手機(jī)的使用；人臉識(shí)別技術(shù)幾乎無(wú)所不在：機(jī)場(chǎng)、火車站、無(wú)人超市，甚至擴(kuò)展到了豬/牛臉識(shí)別，用來(lái)判斷它們是否生病等。

除了學(xué)術(shù)界的相關(guān)研究進(jìn)行的如火如荼外，各大知名企業(yè)也看到了人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，紛紛投入大量人力物力鞏固加強(qiáng)自身的人工智能技術(shù)水平。比如，F(xiàn)aceBook、谷歌等比以往更加頻繁的出現(xiàn)在學(xué)術(shù)論文作者的單位列表里，并不斷推出讓人驚詫的新應(yīng)用；BATJ紛紛成立或壯大自己的AI Lab，使自己不落伍于這人工智能的時(shí)代！

AI時(shí)代的寵兒

在琳瑯滿目的各類人工智能技術(shù)中，有這樣一項(xiàng)技術(shù)，它的提出者被認(rèn)為是“一個(gè)給予機(jī)器想象力的人”；這項(xiàng)技術(shù)被泰斗級(jí)人物Yann LeCun稱為是“近 20 年來(lái)深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域誕生的最酷想法”；被《麻省理工科技評(píng)論》認(rèn)為是 2018 年“全球十大突破性技術(shù)”（10 Breakthrough Technologies）之一；被美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局 (DefenseAdvanced Research Projects Agency，DARPA)資助因這項(xiàng)技術(shù)引發(fā)的一項(xiàng)競(jìng)賽.....備受關(guān)注的這項(xiàng)技術(shù)就是GAN：Generative Adversarial Nets，生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。

2014年提出的GAN，在2016年開(kāi)始受到大規(guī)模關(guān)注。它一方面將產(chǎn)生式模型拉回到了一直由判別式模型稱霸的AI競(jìng)技場(chǎng)，引起了學(xué)者甚至大眾對(duì)產(chǎn)生式模型的研究興趣，同時(shí)也將對(duì)抗訓(xùn)練從常規(guī)的游戲競(jìng)技領(lǐng)域引到了更一般領(lǐng)域，引起了從學(xué)術(shù)界到工業(yè)界的普遍關(guān)注。谷歌、Facebook、Twitter、蘋(píng)果等眾多工業(yè)界AI相關(guān)的公司也都陸續(xù)公開(kāi)了許多基于GAN的相關(guān)研究成果。

那么，這項(xiàng)技術(shù)可以用來(lái)做什么呢？

GAN的典型應(yīng)用

圖1的兩個(gè)視頻，一個(gè)是真實(shí)視頻，一個(gè)是改進(jìn)后的GAN產(chǎn)生出的合成假視頻，你能分的出真假嗎？

圖1

圖2中，可以將黑白圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像、將航拍圖像變成地圖形式、將白天的照片轉(zhuǎn)換為黑夜的照片、甚至可以根據(jù)物體的輪廓、邊緣信息，來(lái)生成實(shí)體包包的形式；

圖2 GAN的部分應(yīng)用示例

圖3中，可以用GAN來(lái)對(duì)人臉的某一種屬性進(jìn)行單獨(dú)編輯和操作；

圖3. GAN改進(jìn)版的人臉屬性編輯

圖4中列出的高清圖像也都是由改進(jìn)后的GAN自動(dòng)生成的。這一點(diǎn)打破了許多人認(rèn)為生成式模型GAN無(wú)法自動(dòng)生成高清分辨率的圖像的局限性的設(shè)想。

圖4. 高清圖像生成

另外，通過(guò)GAN可以實(shí)現(xiàn)人臉風(fēng)格轉(zhuǎn)換、圖像去馬賽克、圖像風(fēng)格轉(zhuǎn)換等，如圖5、6、 7所示。

圖5. 圖像風(fēng)格轉(zhuǎn)換

圖6. 去馬賽克

圖7. 圖像-藝術(shù)畫(huà)風(fēng)格轉(zhuǎn)換

快速掌握GAN

對(duì)于如此強(qiáng)大、如此重要的技術(shù)，要想實(shí)實(shí)在在的掌握它確實(shí)不易。為了幫大家更好的學(xué)習(xí)GAN,并使用GAN, 深度學(xué)習(xí)大講堂在對(duì)GAN的發(fā)展現(xiàn)狀與代碼資源進(jìn)行充分分析與評(píng)估后，推出了GAN專題專項(xiàng)學(xué)習(xí)。

課程將從論文閱讀+代碼復(fù)現(xiàn)兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行講解和實(shí)戰(zhàn)演練。一方面，在論文閱讀過(guò)程中，我們將會(huì)由講師提前總結(jié)梳理每個(gè)論文的產(chǎn)生背景、論文中方法的提出動(dòng)機(jī)、方法核心點(diǎn)等幾個(gè)方面進(jìn)行全方位介紹；同時(shí)，另一方面，也將對(duì)代碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行手把手的講解，包括代碼的準(zhǔn)備過(guò)程、調(diào)試訓(xùn)練過(guò)程中的注意事項(xiàng)、實(shí)現(xiàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)被踩的“坑”等。

每次課上所介紹的原理方法與代碼實(shí)現(xiàn)都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，因此，學(xué)員能更靈活的選擇其中感興趣的章節(jié)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。而在整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)原理方法與代碼實(shí)踐兩個(gè)方面的雙重引導(dǎo)，進(jìn)而可以使用戶在理論上、實(shí)際操作上都充分得了解這一技術(shù)——GAN。