【机器学习】生成对抗网络GAN

概述

生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)是一种深度学习模型架构,由生成器(Generator)和判别器(Discriminator)两部分组成,旨在通过对抗训练的方式生成逼真的数据样本。

GAN 的基本思想是让生成器和判别器相互竞争、不断优化,以达到生成高质量数据的目的。生成器的任务是生成尽可能逼真的数据样本,而判别器的任务是区分真实数据和生成器生成的假数据。

通俗的讲,就是让生成器生成的数据更真,真到能把判别器“骗”过去。生成器和判别器两者不断对抗、不断进步,从而使得最后生成的结果更加逼真。

在这里插入图片描述

步骤

  1. 生成器训练:
    生成器接收一个随机噪声向量作为输入,并生成一个与真实数据类似的数据样本。
    生成器生成的假数据样本被送入判别器和真实数据一起进行训练,目标是让判别器无法区分真实数据和生成的假数据。

  2. 判别器训练:
    判别器接收真实数据和生成器生成的假数据,学习区分两者。
    判别器的目标是最大化正确地区分真实数据和生成的假数据,从而提高识别能力。

  3. 对抗训练:
    在训练过程中,生成器和判别器相互竞争、对抗地优化自己的参数。
    生成器希望生成的假数据足够逼真,以欺骗判别器;而判别器则希望能够准确地区分真假数据。
    这种对抗训练过程推动了生成器生成更逼真的数据样本,同时也促使判别器不断提高识别真假数据的能力。

GAN 的训练过程具有挑战性,需要平衡生成器和判别器的训练,避免出现训练不稳定或模式崩溃等问题。然而,当训练成功时,GAN 能够生成高质量、多样性的数据样本,被广泛应用于图像生成、文本生成、视频生成等领域。

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