<p>文｜台灣人工智慧學校工程師</p>
<p>你也被朋友的異性打扮照洗版了嗎？原本帥氣逼人的男性突然變成了長髮正妹；又或者容貌秀氣的女孩突然成了落腮鬍滿佈的大叔，還有許多男性政治名人也被網友KUSO作圖，引發網友轉發及討論，也讓製作這些「性別轉換」圖片的手機應用程式再度爆紅。這款名為faceApp的「換臉」手機應用程式，能將圖片的人物臉部特徵做性別變換，甚至連髮型、表情、妝容....等等都能夠改變，而這些竟然透過AI演算法就能達，我們將揭密背後的AI演算法原理。</P>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/1.jpg" alt="" width="578" height="387" class="alignnone size-full wp-image-12940" /></p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/2.jpg" alt="" width="582" height="388" class="alignnone size-full wp-image-12941" /></p>
<p>faceapp的黑魔法：GAN</p>
<p>Faceapp使用的AI技術基底，其實是個被稱為「GAN」的深度學習演算法。GAN的中文譯名為「生成對抗網絡」，顧名思義可用來「生成」資料，搭配大量的訓練資料，GAN能夠學習到資料中的特性，並產生看似真實的「假資料」，例如提供大量人物肖像作為訓練資料，GAN就能學習到人物的圖片特徵，並產生栩栩如生的假人物肖像。</p>

<p>讓我們用白話一點的方式來理解基礎的GAN：</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/4-300x216.jpg" alt="" width="300" height="216" class="alignnone size-medium wp-image-12943" /></p>
<p>GAN的架構是由一個學徒，與一個導師所組成。學徒負責畫出圖片，而導師負責評論，評判學徒畫出的圖是否足夠真實且令人信服。</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/5-300x216.jpg" alt="" width="300" height="216" class="alignnone size-medium wp-image-12944" /></p>
<p>一開始，學徒畫出的成果可能不夠真實，但隨著繪畫經驗越來越多，成品也逐漸變好。</p>

<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/6-300x216.jpg" alt="" width="300" height="216" class="alignnone size-medium wp-image-12945" /></p>
<p>學徒不斷地看著大量人物圖片且持續畫出，直到導師覺得足夠「真實」為止</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/7-300x216.jpg" alt="" width="300" height="216" class="alignnone size-medium wp-image-12946" /></p>
<p>最後，學徒所畫出的人物肖像已經能夠以假亂真</p>

<p>看完GAN的簡略介紹，我們來看看Facebapp的技術與應用目的。Faceapp主要是對使用者提供的人物圖片，針對人物五官等特徵稍加改變，讓其看起來性別有所不同，例如將男性的五官特徵修改到看起來像女性；而女性圖片則修改其五官特徵到像男性。</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/8-300x216.jpg" alt="" width="300" height="216" class="alignnone size-medium wp-image-12947" /><br>
faceapp將輸入的人臉線條進行調整，使人物變成異性</p>

<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/3-300x216.jpg" alt="" width="300" height="216" class="alignnone size-medium wp-image-12942" /></p>
如上圖，原本的五官線條差異不大，但在人物眼睛的部分加上一點改變，如眼線，原本的男性看起來就像女性了



看到這裡，是否對這樣的技術大為驚嘆呢？其實，GAN在近年來所受到的關注越來越熱烈，也被應用在很多不同的層面上，以下將舉出GAN的其他有趣應用。

其他GAN的應用:
除了faceapp的年齡轉換、性別轉換，這種圖片轉換的應用，GAN還可以很廣泛的應用在各個領域，以下是一些實例：

圖像超解析
隨著時代的演進，大家越來越講究圖片的畫質，也因此在超解析度上有了新的作法，目標是把低畫質的圖片變成高畫質的圖片。
bicubic
SRGAN
original 



模糊的圖片(左圖)，經過超解析後成為中間的樣貌，比對於原圖(右圖)
《Photo-Realistic Single Image Super-Resolution Using a Generative Adversarial Network》

文本生成圖像
除了圖像上的轉換，甚至可以給一段文字描述，讓GAN畫出相對應的圖像。








This bird is white with some black on its head and wings, and has a long orange beak
This bird has a yellow belly and tarsus, grey back, wings, and brown throat, nape with a black face 
This flower has overlapping pink pointed petals surrounding a ring of short yellow filaments 



《StackGAN: Text to Photo-realistic Image Synthesis with Stacked Generative Adversarial Networks》


去除圖像中的物件
gan在多媒體製作產業的重要性正在提升，過去在網路上很紅的「幫我把後面的人去掉」，透過AI技術的演進也變成許多影像編修軟體的內建功能，成為影像工作人員的一大助力。

使用gan將圖片中的人物去除，並且填補背景
《AI image video generation through GANish algorithms》


音訊產生
除了圖像以外，gan也被用來產生音訊，過去在知名卡通柯南中出現的「變聲領結」，也能透過gan真實呈現。

gan應用於聲音轉換
《台灣人工智慧學校-我想當柯南》






結語
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