深度学习之GAN应用

1 GAN的应用(文本生成)

1.1 GAN为什么不适合文本任务?

​ GAN在2014年被提出之后,在图像生成领域取得了广泛的研究应用。然后在文本领域却一直没有很惊艳的效果。主要在于文本数据是离散数据,而GAN在应用于离散数据时存在以下几个问题:

  • GAN的生成器梯度来源于判别器对于正负样本的判别。然而,对于文本生成问题,RNN输出的是一个概率序列,然后取argmax。这会导致生成器Loss不可导。还可以站在另一个角度理解,由于是argmax,所以参数更新一点点并不会改变argmax的结果,这也使得GAN不适合离散数据。
  • GAN只能评估整个序列的loss,但是无法评估半句话,或者是当前生成单词对后续结果好坏的影响。
  • 如果不加argmax,那么由于生成器生成的都是浮点数值,而ground truth都是one-hot encoding,那么判别器只要判别生成的结果是不是0/1序列组成的就可以了。这容易导致训练崩溃。

1.2 seqGAN用于文本生成

​ seqGAN在GAN的框架下,结合强化学习来做文本生成。 模型示意图如下:

在文本生成任务,seqGAN相比较于普通GAN区别在以下几点:

  • 生成器不取argmax。
  • 每生成一个单词,则根据当前的词语序列进行蒙特卡洛采样生成完成的句子。然后将句子送入判别器计算reward。
  • 根据得到的reward进行策略梯度下降优化模型。

2 GAN在其他领域的应用

2.1 数据增广

​ GAN的良好生成特性近年来也开始被用于数据增广。以行人重识别为例,有许多GAN用于数据增广的工作1-4。行人重识别问题一个难点在于不同摄像头下拍摄的人物环境,角度差别非常大,导致存在较大的Domain gap。因此,可以考虑使用GAN来产生不同摄像头下的数据进行数据增广。以论文1为例,本篇paper提出了一个cycleGAN用于数据增广的方法。具体模型结构如下:

​ 对于每一对摄像头都训练一个cycleGAN,这样就可以实现将一个摄像头下的数据转换成另一个摄像头下的数据,但是内容(人物)保持不变。

在CVPR19中,9进一步提升了图像的生成质量,进行了"淘宝换衣"式的高质量图像生成(如下图),提供了更高质量的行人训练数据。

2.2 图像超分辨与图像补全

​ 图像超分辨与补全均可以作为图像翻译问题,该类问题的处理办法也大都是训练一个端到端的网络,输入是原始图片,输出是超分辨率后的图片,或者是补全后的图片。文献5利用GAN作为判别器,使得超分辨率模型输出的图片更加清晰,更符合人眼主管感受。日本早稻田大学研究人员6提出一种全局+局部一致性的GAN实现图像补全,使得修复后的图像不仅细节清晰,且具有整体一致性。

2.3 语音领域

​ 相比于图像领域遍地开花,GAN在语音领域则应用相对少了很多。这里零碎的找一些GAN在语音领域进行应用的例子作为介绍。文献7提出了一种音频去噪的SEGAN,缓解了传统方法支持噪声种类稀少,泛化能力不强的问题。Donahue利用GAN进行语音增强,提升了ASR系统的识别率。

相关推荐
在所不辞兄6 小时前
【零基础学智能仿真-53】多智能体协作——有限元自动化实战从工程需求到可审核的仿真报告
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·有限元
AI Coder 码农王9 小时前
AgentScope Java v2 第3课,从 ReActAgent 到 HarnessAgent
人工智能
格物致胜工业数智技术9 小时前
明治EOS系列传感器技术解析:精密制造高反光金属件在位检测
人工智能·制造
甲维斯9 小时前
DeepSeek 新版还是难评!
人工智能
晨间晓9 小时前
图片细节丰富不丰富?用华为云码道开发 OpenCV 纹理复杂度分析工具
人工智能·opencv·华为云
硅谷秋水9 小时前
面向机器人的上下文学习:方法与应用
深度学习·机器学习·语言模型·机器人
2603_965148119 小时前
电商选品调研:通过关键词搜索API获取市场热销商品,结合商品详情API分析竞品卖点与定价
开发语言·数据库·人工智能·python·信息可视化
镜象科技10 小时前
什么是好的校园AI心理健康解决方案服务商?从中外校园心理服务的一天说起
人工智能
Geeys10 小时前
拼多多单品推广完整方案(可直接落地)
大数据·人工智能
泡椒鸡脚10 小时前
AI室内设计风格融合:把布局、材质和光影参考分开写
人工智能·材质