【每周GAN论文推荐】最经典与常见的GAN目标函数设计汇总

[解读] The relativistic discriminator: a key element missing from standard GAN 在标准的 GAN 中, 鉴别器用来估计输入样本为真实样本的概率, 生成器用来生成逼真的样本, 来提高被鉴别器鉴别为真实样本的概率. 然而本文提出生成器应该同时降低真实样本的真实性的概率. 首先因为这符合一个先验知识, 即在一个批次中有一半数据是真实的, 并且可以用散度最小化来验证这个设想, 在最佳设置中, 标准的 GAN 等效于积分概率度量 (IPM) 的 GAN. 作者表明相对鉴别器 (relativistic discriminator) 能够产生这样的效果, 即用来估计真实样本比虚假样本更真实的概率. 阅读详情

欢迎来到《每周CV论文推荐》。在这个专栏里,还是本着有三AI一贯的原则,专注于让大家能够系统性完成学习,所以我们推荐的文章也必定是同一主题的。

在对抗生成网络中,目标函数(损失函数)具有非常重要的作用,不同的目标函数决定了网络训练时不同的演化方向。本文将推荐常见的用于生成任务的目标函数设计相关论文。

作者&编辑 | 小米粥

编辑 | 言有三

1. GAN

GAN领域的开山之作,设计了一种新颖且有效的生成模型,扩展了生成模型的范畴。若要深入理解对抗学习、JS散度估计等技术之间的联系,这篇论文不可不读。

文章引用量:4.9w+

推荐指数:✦✦✦✦✦

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[1] Goodfellow I J, Pouget-Abadie J, Mirza M, et al. Generative Adversarial Networks[J]. arXiv preprint arXiv:1406.2661, 2014.

2. fGAN

fGAN使用抽象度更高的f散度来设计GAN的目标函数,其囊括了KL散度、JS散度等多种距离度量方式,将原始GAN,LSGAN,EBGAN等归纳到统一的框架中。

文章引用量:1000+

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[2]  Nowozin S, Cseke B, Tomioka R. f-gan: Training generative neural samplers using variational divergence minimization[J]. Advances in neural information processing systems, 2016, 29.

3. LSGAN

LSGAN设计了一种简洁的目标函数,在一定程度上缓解了GAN梯度消失的问题,降低了训练难度。

文章引用量:3800+

推荐指数:✦✦✦✧✧

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[3] Mao X, Li Q, Xie H, et al. Least squares generative adversarial networks[C]//Proceedings of the IEEE international conference on computer vision. 2017: 2794-2802

4. WGAN

WGAN是具有里程碑意义的工作,其在目标函数设计上,使用了数学性质更优越的Wasserstein距离进行度量学习,有效提升了训练成功率和生成效果。WGAN的目标函数中具有一个难以解决的Lipschitz限制问题,WGAN-GP通过在目标函数中添加额外的正则项,近似满足了该限制。

文章引用量:1000+

推荐指数:✦✦✦✦✦

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[4] Arjovsky M, Chintala S, Bottou L. Wasserstein GAN[J]. arXiv preprint arXiv:1701.07875, 2017.

[5] Gulrajani I, Ahmed F, Arjovsky M, et al. Improved Training of Wasserstein GANs[J]. arXiv preprint arXiv:1704.00028, 2017.

5. EBGAN

EBGAN是一种将能量模型应用到GAN上的成功尝试,其中判别器利用编码器、解码器和MSE的组合实现了能量场,总体的目标函数设计参考了物理学中能量最小原理。

文章引用量:1000+

推荐指数:✦✦✦✧✧

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[6] Zhao J, Mathieu M, LeCun Y. Energy-based generative adversarial network[J]. arXiv preprint arXiv:1609.03126, 2016.

6. Relativistic GAN

Relativistic GAN首先设计了同时接受真/假两类样本作为输入的判别器,从而使模型能进行相对真假的判断,其目标函数的设计对后续诸多GAN的设计具有启发意义。

文章引用量:700+

推荐指数:✦✦✦✧✧

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[7] Jolicoeur-Martineau A.The relativistic discriminator: a key element missing from standard GAN[J]. arXiv preprint arXiv:1807.00734, 2018.

5 如何进行实战

为了帮助大家掌握基于GAN相关的理论与实战!我们推出了相关的专栏课程《深度学习之图像生成GAN:理论与实践》,《深度学习之图像翻译GAN:理论与实践》,感兴趣可以进一步阅读:

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【视频课】CV必学,超7小时,3大模块,3大案例,掌握图像翻译与风格化GAN核心技术!

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总结

本次我们介绍了基于GAN的常见的优化目标,这是生成对抗网络中非常基础和核心的内容,大家可以通过阅读这些文章进行初步了解。

有三AI—CV夏季划

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如果想要系统性地从零进阶计算机视觉,彻底掌握好CV的重要方向,同时提升模型设计与优化的工程代码经验,拥有计算机视觉相关岗位的就业能力,请关注有三AI-CV夏季划,阅读了解下文:

【CV夏季划】2022年正式入夏,从理论到实践,如何系统性进阶CV?(产学研一体的超硬核培养方式)

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往期精选

GAN生成论文《The relativistic discriminator: a key element missing from standard GAN》 这篇比较经典,作者首先认为比如说WGAN,WGAN-GP,SN-GAN都是在GAN网络中使用了一个叫做积分概率度量(integral probability metrics,IPM)的模块来使得训练的过程中GAN趋向稳定。 GAN 作者在这里重新定义了GAN…… 其实就是为了区分saturating和non-saturating,以及为了之后的描述方便,作者把常见的GAN网络公式minGmaxDL... 阅读详情

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