مروری بر ساختار GAN

یک شبکه متخاصم مولد (GAN) دارای دو بخش است:

  • مولد یاد می گیرد که داده های قابل قبولی تولید کند. نمونه های ایجاد شده به نمونه های آموزشی منفی برای ممیز تبدیل می شوند.
  • متمایز کننده یاد می گیرد که داده های جعلی تولید کننده را از داده های واقعی تشخیص دهد. متمایز کننده، مولد را به دلیل تولید نتایج غیرقابل قبول جریمه می کند.

هنگامی که آموزش شروع می شود، مولد داده های آشکارا جعلی تولید می کند و متمایز کننده به سرعت یاد می گیرد که جعلی بودن آن را تشخیص دهد:

سه ستون دارای برچسب «داده‌های تولید شده»، «تمایزکننده» و داده‌های واقعی هستند. در زیر «داده‌های تولید شده» یک مستطیل آبی شامل یک حلقه و یک دایره است. مستطیل اولین تلاش بد ژنراتور برای کشیدن اسکناس دلاری است. در زیر «داده واقعی» تصویری از یک اسکناس ده دلاری واقعی وجود دارد. در زیر "مشخص کننده" کلمات "FAKE" و "REAL" وجود دارد. یک پیکان از کلمه "FAKE" به تصویر زیر "Generated Data" اشاره می کند. فلش دیگر از کلمه "REAL" به تصویر زیر "Real Data" اشاره می کند.

با پیشرفت آموزش، مولد به تولید خروجی نزدیک‌تر می‌شود که می‌تواند متمایزکننده را فریب دهد:

این تصویر یک ردیف جدید زیر عناوین «داده‌های تولید شده»، «تمایزکننده» و «داده‌های واقعی» در تصویر قبلی اضافه می‌کند. در زیر "داده های تولید شده" یک مستطیل سبز با عدد 10 در گوشه سمت چپ بالا و یک طراحی ساده از یک صورت وجود دارد. در زیر "Real Data" تصویری از یک اسکناس 100 دلاری واقعی وجود دارد. در زیر «مشخص کننده» کلمه «FAKE» با فلشی که به تصویر در زیر «داده‌های تولید شده» اشاره می‌کند و کلمه «واقعی» با فلشی که به تصویر در زیر «داده‌های واقعی» اشاره می‌کند، وجود دارد.

در نهایت، اگر آموزش ژنراتور به خوبی پیش برود، تمایزکننده در تشخیص تفاوت بین واقعی و جعلی بدتر می شود. شروع به طبقه بندی داده های جعلی به عنوان واقعی می کند و دقت آن کاهش می یابد.

این تصویر یک ردیف جدید زیر عناوین «داده‌های تولید شده»، «تمایزکننده» و «داده‌های واقعی» در اولین تصویر قبلی اضافه می‌کند. در زیر "داده های تولید شده" تصویر یک اسکناس بیست دلاری وجود دارد. در زیر «داده واقعی» تصویری از یک اسکناس بیست دلاری وجود دارد. در زیر «Discriminator» کلمه «REAL» با فلشی که به تصویر در زیر «داده‌های تولید شده» اشاره می‌کند و کلمه «REAL» با فلشی که به تصویر در زیر «داده‌های واقعی» اشاره می‌کند، وجود دارد.

این هم تصویری از کل سیستم:

نمودار یک شبکه متخاصم مولد. در مرکز نمودار کادری با برچسب "تمایزگر" وجود دارد. دو شاخه از سمت چپ وارد این جعبه می شود. شاخه بالایی در سمت چپ بالای نمودار با یک استوانه با برچسب "تصاویر دنیای واقعی" شروع می شود. یک فلش از این استوانه به جعبه ای با برچسب "نمونه" منتهی می شود. یک فلش از کادر با عنوان «نمونه» به کادر «تمایزکننده» وارد می‌شود. شاخه پایینی وارد کادر «تمایزکننده» می شود که با کادری با عنوان «ورودی تصادفی» شروع می شود. یک فلش از کادر "ورودی تصادفی" به کادری با عنوان "Generator" منتهی می شود. یک فلش از کادر "Generator" به کادر "Sample" دوم منتهی می شود. یک فلش از کادر «نمونه» به کادر «مشخص کننده» منتهی می شود. در سمت راست کادر Discriminator، یک فلش به کادری منتهی می شود که شامل یک دایره سبز و یک دایره قرمز است. کلمه "Real" در متن سبز رنگ بالای کادر و کلمه "False" به رنگ قرمز در زیر کادر ظاهر می شود. دو فلش از این کادر به دو کادر در سمت راست نمودار منتهی می شود. یک فلش به کادری با عنوان "از دست دادن متمایزکننده" منتهی می شود. فلش دیگر به کادری با عنوان "از دست دادن ژنراتور" منتهی می شود.

هم مولد و هم متمایز کننده شبکه های عصبی هستند. خروجی ژنراتور مستقیماً به ورودی تفکیک کننده متصل می شود. از طریق پس انتشار ، طبقه بندی تفکیک کننده سیگنالی را ارائه می دهد که ژنراتور از آن برای به روز رسانی وزن های خود استفاده می کند.

بیایید قطعات این سیستم را با جزئیات بیشتری توضیح دهیم.