未卜先知”、“自学成才”：GANs奇思妙想TOP10榜单

记得《射雕英雄传》中老顽童发明的“左右互搏术”吗？

表面上看，左手与右手互为敌手，斗得不可开交。实际上，老顽童却凭借此练就了一门绝世武功。

这样的故事似乎只能发生在小说中。然而，近年来兴起的一项机器学习算法却将“左右互搏术”变为了现实。

这项神奇的算法正是生成对抗网络（GANs）。

生成对抗网络由蒙特利尔大学的IanGoodfellow最先提出，目前是“教”电脑完成人类工作最有效的方法之一。它的核心想法正是令内部功能相互竞争，达到提升它们各自功能的效果。

生成对抗网络由两个相互竞争的神经网络模型组成，就好比周伯通的左右手。一个神经网络（生成器）不断学习怎样生成新的样本以欺骗判别器，另一个网络（判别器）则不断学习怎样区别生成样本数据和真实数据。在百万轮“较量”后，生成器就可以输出与真实数据几乎无差别的样本。

生成对抗网络别出心裁的思想让它在学界扬名立万。在业界，生成对抗网络也带来了无数强大、有趣的应用。

今天，大数据文摘就将带你走近生成对抗网络在产业界的十大神奇应用。

对抗生成网络（概念模型）

NO. 10 照猫画虎：自动生成游戏用户界面

排在榜单第十位的GANs应用是，游戏用户界面自动生成。

这一应用背后的脑洞如下：如果我们能够生成逼真的游戏配图，那么我们就可以把这些配图中的部分截取拼接在一起，从而设计出一个全新的游戏界面。

作为输入的游戏背景图像

在生成式对抗网络（GAN）训练过程中生成的背景图像

可以用于制作全新游戏的独特背景。

为实现这一目标，该程序会搜集大量现有游戏的图像，然后生成由这些图像片段所构成的独一无二的新图像。这些图像之后便可以被用作新游戏的背景了。

来源&更多信息：

Blog：https://medium.com/@ageitgey/abusing-generative-adversarial-networks-to-make-8-bit-pixel-art-e45d9b96cee7

No. 9 千面神君：用GANs生成以假乱真的人脸

接下来，我们要为你介绍一款能够伪造人脸图像的AI——Neural Face。Neural Face使用了Facebook 人工智能研究团队开发的深度卷积神经网络（DCGAN）。

由生成式对抗网络（GANs）产生的独特人脸

研发团队用由100个0到1的实数组成的1个向量Z来代表每一张图像。

通过计算出人类图像的分布，生成器就可以用高斯分布（Gaussian Distribution）根据向量Z来生成图像。在此过程中，生成器学习生成新的人脸图像来欺骗判别器，同时判别器也能更好地区分加工生成的人脸图像和真实的人脸图像。

来源&更多信息：

GitHub：https://github.com/carpedm20/DCGAN-tensorflow

Page：http://carpedm20.github.io/faces/

No. 8 破涕为笑：改变照片中的面部表情和特征

在这一应用中，你只需要提供一些样本图像，研究人员就能生成表情各异的人脸图像。比如，你可以让一个面无表情的人露出笑容。

让面无表情的人露出笑容，给不戴眼镜的人加副眼镜。

实现这一应用的基本思想方法是：将图像的每一列用向量X来表示，计算每一个X的平均值，从而得到一个Y向量。

然后，对向量Y进行一些加法和减法运算，生成一个单一的图像向量Z（如：戴眼镜的男性-不带眼镜的男性+不带眼镜的女性）。最后，把这个图像向量Z输入生成器中。

将一张头像靠左的人脸图像变为靠右的图像

实际上，我们还可以用该模型实现包括旋转、放缩、位置变换在内的多种操作。以位置变换为例，我们可以将一张头像靠左的人脸图像转变为靠右的图像。

为此，我们可以先把向头像靠左和靠右的人脸图像作为样本，对它们取平均值，得到一个“翻转图像”向量。然后，沿着坐标轴对图像向量进行插值（https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8F%92%E5%80%BC），我们就可以将这种“转变”应用到新的人脸图像上了。