【白话讲AI】对抗生成网络(GAN)介绍

对抗生成网络(Generative Adversarial Networks, GAN)是一种生成模型框架,通过对抗过程学习数据分布,可以生成高质量的数据样本。其原理和应用技巧包括:

  1. 对抗框架

GAN由生成器和判别器组成。生成器生成假数据,判别器判断真假。两者对抗互动,最终学到真实数据的分布。

  1. minimax游戏

生成器要最大化生成数据真实度来矇骗判别器,判别器要最小化上当概率。这成为一个minimax博弈问题。

  1. 能量函数

定义判别器输出数据来源(真/假)的能量函数,生成器要降低假数据的能量函数值,使判别器难以判别。

  1. 模式崩溃

当生成器足够强大时,判别器会难以判断真假,网络训练可能不稳定,需要技巧应对。

  1. 条件GAN

加入条件变量控制生成输出,如类标签,可以实现生成特定类型数据。

  1. 应用

GAN可以生成高清图片、视频,也可用于图像风格转换、文本到图像生成等。

GAN使机器可以真正学会数据分布,不再只是记忆训练数据,拥有强大的生成能力。它开创了生成模型的新范式,在诸多领域取得成功应用。