<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演算法就能達到，我們將揭密背後的AI演算法原理。</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/螢幕快照-2020-06-26-下午3.44.54.png" alt="" width="584" height="394" class="alignnone size-full wp-image-12976" /></p>
<p><<img src="/wp-content/uploads/2020/06/螢幕快照-2020-06-26-下午3.45.01-e1593157740424.png" alt="" width="584" height="385" class="alignnone size-full wp-image-12977" /></p>
<h2 class="writingsH2"><strong>faceapp的黑魔法：GAN</strong></h2>
<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/螢幕快照-2020-06-26-下午3.44.44-e1593157795164.png" alt="" width="584" height="419" class="alignnone size-full wp-image-12979" /></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/螢幕快照-2020-06-26-下午3.45.28-e1593157847134.png" alt="" width="585" height="422" class="alignnone size-full wp-image-12981" /></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/螢幕快照-2020-06-26-下午3.45.37-e1593157890477.png" alt="" width="584" height="421" class="alignnone size-full wp-image-12982" /></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/螢幕快照-2020-06-26-下午3.45.47-e1593158096737.png" alt="" width="584" height="421" class="alignnone size-full wp-image-12985" /></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Faceapp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/螢幕快照-2020-06-26-下午3.45.54-e1593157933793.png" alt="" width="584" height="420" class="alignnone size-full wp-image-12983" /><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/螢幕快照-2020-06-26-下午3.45.08-e1593158174502.png" alt="" width="584" height="422" class="alignnone size-full wp-image-12987" /><br>
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</p>

<h2 class="writingsH2"><strong>除了換臉，GAN還能換聲音:</strong></h2>

<p>看到這裡，是否對這樣的技術大為驚嘆呢？其實，近年來GAN所受到的關注越來越熱烈，除了faceapp的年齡轉換、性別轉換等圖片轉換的應用，GAN還可以廣泛應用在各個領域，以下是一些實例：</p>

<p><strong>圖像超解析</strong></p>
<p>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。</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/螢幕快照-2020-06-26-上午12.52.02.png" alt="" width="605" height="328" class="alignnone size-full wp-image-12949" /><br>

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》<p>GAN

<p><strong>文本生成圖像</strong></p>
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。
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/螢幕快照-2020-06-26-上午12.52.25.png" alt="" width="608" height="303" class="alignnone size-full wp-image-12950" /><br>
《StackGAN: Text to Photo-realistic Image Synthesis with Stacked Generative Adversarial Networks》</p>
<p><strong>去除圖像中的物件</strong></p>
<p>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。</p>
<p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/螢幕快照-2020-06-26-上午12.52.34.png" alt="" width="608" height="252" class="alignnone size-full wp-image-12951" /><br>
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》</p>


<strong><p>音訊產生</p></strong>
<p>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。有興趣的朋友，可以看看<a href="https://www.facebook.com/aiacademy.tw/posts/2429172723851157?__xts__[0]=68.ARC8E3LWaH6k5R1Cazz6fAVrVp35mHMLeFmZ5rradTW6z6RfxqhaRXbTVKZmdxC5kiPs6gBnxiezw44-HoJ6DTEj1nbIUE31Tuyb23J_oTiQA2JlEJ0lkY_Y9mRs_5Aa6AtCfXBGoU4izRnGs3MzbM3HI3wOrUbUZP_HpDo9eWPSkA4tQ-HK9Yi34EyMdudk4M0uEo2YoSvStuL_Gh0-ogM-IAlTKlrIRz4e2CsJu-lhhd9VSuf9uZzF9RFqTCkFkgBnbii0XDbAidHGmGyCE6TiP6YqAWq7tyn5GKUfaJm70JxFJQ1eZGEIJ4q_0VnbrvE8CMWCleJ4dDTLLzgCx6bieK7F&__tn__=-R">台灣人工智慧學校工程師團隊的專案成果《我想當柯南》</a>，如何將GAN應用於聲音轉換。</p>
</p><img src="/wp-content/uploads/2020/06/12.png" alt="" width="618" height="626" class="alignnone size-full wp-image-12948" />
</a></p>


<h2 class="writingsH2"><strong>別害怕被取代，與AI協作將成趨勢</strong></h2>
<p>我們可以看到GAN的應用十分多元，但要如何運用這項技術仍得依賴人類的創意與專業知識。隨著科技日新月異，AI的技術也發展得越來越進步與快速，此後勢必將深深影響或改變各產業的既有流程。因此，不論是什麼崗位，都得開始認識人工智慧的相關知識，並開始思考如何善用這個工具，釋放自己的大腦與雙手，做更有價值的工作。未來，有著AI知識的人士，也將藉由AI革新自己身處的領域。</p>

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