深度学习（2）Unspervised Attention-guided Image-to-Image Translation

这篇文章基于CycleGAN的工作。虽然也是做图像域的转换，并且在转换时，只关注图像中的前景，达到前景转换而背景不变的效果

摘要

当前的无监督图像域转换，努力把转换重点放在图像中的一个物体或者多个物体，同时保证背景不变。启发于人自己的注意力机制，这篇文章提出了无监督的关注机制，结合生成器和辨别器的对抗机制。

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网络架构

Data-flow diagram

作者定义了两个Attention network As: S->Sa、At:T->Ta,一个求源图像域的attention area，一个求目标图像域的attention area.

这张网络架构图完全能读懂他们的整个思路：
1、S域的图像通过As得到Attention map->Sa，Sa 位乘S,得到S的前景部分Sf。
2、Sf通过Fs->t，转换attention area到目标域。
3、s和(1-Sa)按位乘得到s的背景(非 attention部分)Sb
4、Sb和转换到T域图像的前景Sf相加得到最终的结果s’

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Attention-guided 判别器

这个工作详细地介绍了他们的判别器。
生成图像时，生成器只转换了attention area的图像转换。但如果判别器依然考虑整个图像会怎么样？
在训练中，随着attention network越来越精确，生成器只关注attention area，判别器依然看全图。那么前景来自于一个数据分布，背景来自于另外一个数据分布，就会存在问题。
举个例子：判别器能从前景是辈出斑马，但是结合背景后，发现这不是斑马所处的环境，所以可能会识别成fake。

这会导致两个问题：
1、生成器直接将背景预测为attention area
2、attent map包含越来越多的背景，最终收敛成全1

作者先用整张图像训练判别器30个epoch，当attention network得到提升后用attened区域做训练。

另外一个问题，因为attention map的值为连续的，在训练初期，attention map的值可能会接近0，判别器可能会认为灰度图是真实的。

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实验结果

我在我的GTX060的机子上跑了一下，这也是我第一次跑GAN。开始用CPU跑，幸亏没有脑残继续下去（GPU大概快了十倍）。即使这样，训练的时间也是是超级长，二十一小时后，我现在已经跑到epoch=77。

tensorboard

下面给出几个直观的例子

斑马->马(inputA_76_9 | fakeA_76_9)

马->斑马（inputB_76_10|fakeB_76_10）

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