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深度学习/生成对抗网络(GAN)
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GAN基础理论

基本概念

GAN(生成对抗网络)是一种生成模型,由生成器(Generator)和判别器(Discriminator)两个网络组成:

生成器判别器随机噪声输入生成假样本输入样本真假判断
  • 生成器:输入随机噪声、输出生成的假样本、目标生成逼真的样本
  • 判别器:输入真实样本或生成样本、输出样本为真的概率、目标准确区分真假样本
  • 对抗训练:生成器和判别器相互对抗,生成器试图欺骗判别器,判别器试图识破生成器
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训练过程

GAN的训练过程是一个极小极大博弈:

  • 判别器训练:最大化真实样本的判别概率、最小化生成样本的判别概率、使用二元交叉熵损失函数
  • 生成器训练:最大化生成样本的判别概率、欺骗判别器认为生成样本为真、使用对抗损失函数
  • 训练技巧:交替训练生成器和判别器、使用标签平滑化、添加噪声增加稳定性

GAN变体

GAN的几种主要变体:

  • DCGAN:使用卷积神经网络、更稳定的训练过程、更好的生成质量
  • WGAN:使用Wasserstein距离、解决模式崩溃问题、更稳定的训练
  • CycleGAN:无配对图像转换、循环一致性损失、风格迁移应用