GAN模型调参

文章目录

  • 1.软标签和noise标签
  • 2.调整交叉训练
  • 3.修改损失函数
    • 3.1 WGAN
    • 3.2 WGAN-GP
  • 4.考虑数据标签任务(分类任务)
  • 5.梯度查看

GAN在提出之后,一直很火。但是其存在诸多的难点,首先难以平衡G(生成器)和D(判别器)之间的训练,同时容易造成模型坍塌。因此在训练GAN时会很难。

1.软标签和noise标签

这一点在训练判别器时极为重要。使用硬标签(非 1 即 0)几乎会在早期就摧毁所有的学习进程,导致判别器的损失迅速趋近于 0。可以采用一个 0-0.1 之间的随机数来代表「标签 0」(真实数据),并使用一个 0.9-1 之间的随机数来代表 「标签 1」(生成数据)。在训练生成器时则不用这样做。

此外,添加一些带噪声的标签是有所帮助的。将输入给判别器的图像中的 5% 的标签随机进行了反转,即真实数据被标记为生成数据、生成数据被标记为真实数据。

2.调整交叉训练

每训练一次判别器,训练K次生成器;这样可以充分让生成器在前期进行学习。

3.修改损失函数

  • 在GAN论文里用min (log 1-D)优化生成器,实际上max(log D)更好

  • 实际代码中用反转标签来训练G更方便,即把生成数据当成real的标签来训练

  • 现在有很多针对损失函数进行修改的模型:

3.1 WGAN

使用了Wasserstein损失,去掉了判别器最后一层的sigmoid和log,直接优化Wasserstein距离,但是WGAN需要对判别器做Weight Clip,比较麻烦,而且不能用动量优化(包括momentum和Adam),通常使用RMSProp来优化WGAN

3.2 WGAN-GP

改进了WGAN中的weight clip(权重截断),基于梯度惩罚的loss替代WGAN中的Weight Clip,从而产生比WGAN更高质量的样本,这个loss是可以用Adam来优化的。

4.考虑数据标签任务(分类任务)

  • ACGAN
    GAN模型调参_第1张图片

如上图所示,ACGAN相对于GAN不同点在于:

(1)GAN只有Z即噪声作为输入变量,ACGAN多了一个分类变量

(2)GAN输出只有判定数据真假判断,而ACGAN除了真假外增加了类别判断

5.梯度查看

在模型训练时,需要通过梯度来观察整个模型是否有学习到,可以通过其梯度进行观察

(1)判别器顶层梯度
GAN模型调参_第2张图片

(2)生成器顶层梯度
GAN模型调参_第3张图片

判别器一开始就接受了高梯度更新,导致判别器一开始的判别能力已经很强了;而生成器一开始的只接受较少的梯度用于更新参数,导致生成器效果较差。

利用上面的方法修改过后,生成器一开始可以接受大的梯度进行更新,同时梯度分布来看更加集中。
GAN模型调参_第4张图片

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