KÄ t Andersona
Chirurgia plastyczna dla twarzy generowanych przez GAN

Nowe badania z Korei PoÅudniowej obiecujÄ poprawiÄ jakoÅÄ syntetycznych danych twarzy tworzonych przez Generative Adversarial Networks (GAN).
System jest w stanie identyfikowaÄ artefakty obrazu wytworzone przez procesy GAN i naprawiaÄ je, nawet do punktu zastÄ pienia wÅosÃģw, ktÃģre byÅy zasÅoniÄte przez czapkÄ, zastÄ pienia czÄÅci twarzy caÅkowicie brakujÄ cych w oryginale oraz usuniÄcia zakryÄ, takich jak rÄce i okulary przeciwsÅoneczne, a takÅže dziaÅa dobrze na danych krajobrazowych i architektonicznych.

Po lewej stronie kaÅždej kolumny, oryginalny wynik GAN z wadami, a nastÄpnie dwa inne podejÅcia do artefaktÃģw, a na koÅcu metoda uÅžyta przez poÅudniowokoreaÅskich badaczy. ÅđrÃģdÅo: https://arxiv.org/pdf/2104.06118.pdf
WiÄkszoÅÄ ostatnich podejÅÄ do poprawy jakoÅci obrazÃģw generowanych przez GAN przyjÄÅa stanowisko, Åže artefakty sÄ zawodowym niebezpieczeÅstwem procesu, traktujÄ c metodologiÄ jako âsiÅÄ naturyâ oraz bardziej psychodeliczne lub aberracyjne wyniki, ktÃģre moÅže wytworzyÄ, jako nieunikniony produkt uboczny.
Zamiast tego, poÅudniowokoreaÅskie badania proponujÄ naprawdÄ ânaprawianieâ uszkodzonych obrazÃģw w sposÃģb, ktÃģry nie przeszkadza w dalszym ÅaÅcuchu generatywnym, poprzez identyfikacjÄ aspektÃģw, ktÃģre powodujÄ artefakty, oraz redukowanie lub eliminowanie ich wpÅywu w sieci GAN na pÃģÅnadzorowanym poziomie, ktÃģry przewyÅžsza i rozszerza rodzime mechanizmy samokorekty w architekturze GAN.
Dla projektu byÅo konieczne stworzenie szeroko stosowanego, oznaczonego rÄcznie zestawu danych obrazÃģw, ktÃģre byÅy silnie dotkniÄte artefaktami GAN. PoczÄ tkowo badacze uÅžyli Frechet Inception Distance (FID), metryki, ktÃģra ocenia jakoÅÄ wynikÃģw GAN, porÃģwnujÄ c cechy w obrazach, jako jednostki kwalifikujÄ cej. 10 000 obrazÃģw z najwyÅžszymi wynikami FID wÅrÃģd 200 000 obrazÃģw zostaÅo uÅžytych jako dyskretne âjednostki artefaktÃģwâ. NastÄpnie badacze oznaczyli rÄcznie 2000 wygenerowanych obrazÃģw, klasyfikujÄ c je jako ânormalneâ lub dotkniÄte artefaktami FID. NastÄpnie zostaÅ stworzony model do klasyfikacji zestawu danych na artefakt, normalny i losowe prÃģbki z rzeczywistego Åwiata.
Po tym, Gradient-weighted Class Activation Mapping (Grad-CAM) zostaÅo uÅžyte do generowania masek dla obszarÃģw dotkniÄtych artefaktami, skutecznie automatyzujÄ c oznaczanie wad.
Na powyÅžszym obrazie, maski Grad-CAM zostaÅy zastosowane do wynikÃģw z LSUN-Church outdoor zestawu danych i CelebA-HQ zestawu danych.
Poprzez analizÄ 20 najbardziej dotkniÄtych wynikÃģw z 20 000 obrazÃģw, generowane sÄ maski segmentacyjne, w ktÃģre mogÄ byÄ wprowadzane wyniki reprezentatywne dla generacji (ktÃģre sÄ bardziej prawdopodobne, aby byÅy dokÅadniejsze lub bardziej przekonywujÄ ce niÅž artefakty), poprzez obniÅženie aktywacji jednostek wytwarzajÄ cych artefakty w nastÄpnych generacjach.
Ocena ludzka korekt wyniosÅa, Åže 53% ânaprawionychâ obrazÃģw zostaÅo oznaczonych jako ânormalneâ, podczas gdy 97% oryginalnych obrazÃģw nadal wykazuje znaczne poprawy w porÃģwnaniu z oryginaÅami.
Badacze twierdzÄ , Åže ta metoda, z pewnymi nieznacznymi modyfikacjami, moÅže byÄ rÃģwnieÅž dostosowana do NVIDIAâs StyleGAN2.
KorzyÅci syntetycznych danych
Przede wszystkim w odniesieniu do danych twarzy, ogÃģlny brak rzeczywistych zestawÃģw danych dla widzenia komputerowego jest przeszkodÄ w rÃģÅžnorodnych badaniach waÅžnych sektorach, takich jak rozpoznawanie twarzy, rozpoznawanie emocji, badania medyczne i studia nad bardziej szczegÃģÅowÄ segmentacjÄ topologii twarzy, wÅrÃģd innych dziedzin.
BieÅžÄ ca reakcja na wolne uÅžywanie danych internetowych i ad hoc zbieranie rzeczywistych obrazÃģw twarzy do wÅÄ czenia do baz danych twarzy jest dodatkowÄ przeszkodÄ w badaniach, z rosnÄ cÄ liczbÄ stanÃģw i narodÃģw zaostrzajÄ cych pobieranie danych z internetu, oraz przywÅaszczanie obrazÃģw z mediÃģw spoÅecznoÅciowych do tych celÃģw.
W ciÄ gu ostatnich dziesiÄciu lat, ograniczona liczba starannie wyselekcjonowanych zestawÃģw danych twarzy oferowaÅa schronienie przed tego rodzaju niepewnoÅciÄ , z rÃģÅžnymi corocznymi publicznymi wyzwaniami badawczymi skupionymi wokÃģÅ nich. Jednak to spowodowaÅo, Åže projekty badawcze skÅaniajÄ siÄ ku modyfikowaniu swoich metodologii specjalnie w celu dostosowania siÄ do tych zestawÃģw danych, z uzyskaniem ciÄ gÅych i porÃģwnywalnych wynikÃģw rok w rok, przy wysokiej cenie braku rÃģÅžnorodnoÅci w materiale ÅšrÃģdÅowym â sytuacja, ktÃģra pogarsza siÄ kaÅždego roku, gdy nowe badania ograniczajÄ siÄ do tych samych granic.
Dodatkowo, niektÃģre z tych âtradycyjnychâ zestawÃģw danych zostaÅy skrytykowane za brak rÃģÅžnorodnoÅci rasowej, co sugeruje, Åže te benchmarkowe filary mogÄ nie byÄ uwaÅžane za odpowiednie zasoby w najbliÅžszej przyszÅoÅci.
To oznacza potrzebÄ wysokiej jakoÅci danych twarzy, ktÃģre sÄ realistyczne, ale gdzie ârzeczywisteâ obrazy zostaÅy przeksztaÅcone daleko poza rozpoznanie. Nawet jeÅli to uÅžycie ârzeczywistychâ danych twarzy âz jednego poziomuâ moÅže samoczynnie wywoÅaÄ problemy z pochodzeniem twarzy generowanych przez GAN, jest to przeszkoda, ktÃģra nie jest prawdopodobna do pojawienia siÄ, dopÃģki nie zostanÄ ustanowione prawne i techniczne mechanizmy dla tego rodzaju zbierania danych; oraz, w odniesieniu do moÅžliwych zmian w ramach prawnych wokÃģÅ tej kwestii, jest to nadal mniejsze niebezpieczeÅstwo niÅž uÅžywanie obrazÃģw prawdziwych ludzi.
Czytaj dalej:
Poprawa realizmu syntetycznych obrazÃģw
Automatyczna korekta wewnÄtrznych jednostek w generatywnych sieciach neuronowych














