李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN

CGAN是监督学习,需要样本标签才能训练

Unsupervised CGAN训练的时候不需要样本的标签

般有两种方式完成无监督的CGAN

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第1张图片

第一种方法:direct transformation

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第2张图片

以上就是用自然风景生成一张梵高的画的网络模型结构

domain X与domain Y是两个分来的数据集,两者之间没有一对一的标签

生成器利用自然风景生成一张梵高的画,判别器判断其输入是生成器生成的还是真实的梵高的画。如果最终生成器生成的图片能够骗过判别器,则说明生成器可以利用自然风景产生梵高的画。

但是以上的模型有一个问题:生成器可能生成一个是梵高的画,但是跟输入的自然风景无关一点关系都没有,比如无论输入什么进入生成器,生成器产生的都是,这样生成器根本就无法得到有效的学习(因为可以骗过判别器)。

为了解决这个问题,需要生成器生成的图片不仅可以骗过判别器,还需要跟输入有一定的关系。最简单的解决方法就是无视这个问题,因为生成器(网络不是很深的时候)的输出跟输入不会差太多。

如果生成器网络是很深的时候,其输出跟输入差别可能比较大。这个时候可以采用下面的网络结构:

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第3张图片

将生成器的输入、输出都送入一个已经训练好的网络得到图片特征(比如VGG)。生成器除了要骗过判别器以外还需要输入输出的图像特征比较接近。

还有另外一种方法:

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第4张图片

同时训练两个生成器两个判别器(颜色相同的网络就是同一个网络)

上面介绍的是图片在两个风格中转,如果需要在4个风格中转,可以训练C_{4}^{2}个GAN来完成,也可以用StarGAN来弄

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第5张图片

第二种方法:projection  on common space 

这种方式也以图片转换来说明:

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第6张图片

可以分开训练两个大网络,真正转换的时候用下图的方式(上图四个小网络为不通的网络,相同的颜色属于同一个大网络),

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第7张图片

上面的方法会比较模糊,可以用下面的网络改进

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第8张图片

 

上面问题还有一个问题,因为两个大网络是各自训练的,所有中的橘色的部分有可能对于两个网络来说的意义不一样(比如第一个网络认为橘色第一个元素是头发长度,但是第二个网络认为是头发颜色)

解决方法:

1、共享参数(虚线的参数共享):

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第9张图片

2、添加一个判别器

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第10张图片

3、cycle consistency

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第11张图片

4、semantic Consistency

李宏毅GAN学习(三)Unsupervised CGAN_第12张图片

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