ภาพรวมของโครงสร้าง GAN

Generative Adversarial Network (GAN) ประกอบด้วย 2 ส่วน ได้แก่

  • Generator จะเรียนรู้เพื่อสร้างข้อมูลที่เป็นไปได้ อินสแตนซ์ที่สร้างขึ้นจะกลายเป็นตัวอย่างการฝึกเชิงลบสำหรับผู้แยกแยะ
  • ตัวแยกแยะจะเรียนรู้ที่จะแยกแยะข้อมูลปลอมของเครื่องมือสร้างจากข้อมูลจริง ตัวแยกแยะจะลงโทษ Generator หากสร้างผลลัพธ์ที่ไม่สมเหตุสมผล

เมื่อเริ่มการฝึก เครื่องมือสร้างจะสร้างข้อมูลที่ปลอมอย่างเห็นได้ชัด และตัวแยกแยะจะเรียนรู้อย่างรวดเร็วว่าข้อมูลดังกล่าวเป็นข้อมูลปลอม

คอลัมน์ 3 คอลัมน์มีป้ายกำกับว่า "ข้อมูลที่สร้าง" "ตัวแยกแยะ" และ "ข้อมูลจริง" ใต้ "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" จะมีสี่เหลี่ยมผืนผ้าสีน้ำเงินที่มีเส้นขีดๆ และวงกลม สี่เหลี่ยมผืนผ้าคือความพยายามครั้งแรกที่ผิดพลาดในการสร้างภาพธนบัตรดอลลาร์ ในส่วน "ข้อมูลจริง" จะมีรูปภาพธนบัตร 10 ดอลลาร์จริง ในส่วน "ตัวแบ่ง" คือคําว่า "FAKE" และ "REAL" ลูกศรชี้จากคำว่า "ปลอม" ไปยังรูปภาพใต้ "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" ลูกศรอีกเส้นหนึ่งชี้จากคำว่า "จริง" ไปยังรูปภาพในส่วน "ข้อมูลจริง"

เมื่อการฝึกอบรมดำเนินไป ตัวแปรสร้างจะผลิตเอาต์พุตที่หลอกลวงตัวแยกแยะได้มากขึ้นเรื่อยๆ ดังนี้

รูปภาพนี้เพิ่มแถวใหม่ในส่วนหัว "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" "ตัวแยกแยะ" และ "ข้อมูลจริง" ในรูปภาพก่อนหน้า ในส่วน "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" จะมีสี่เหลี่ยมผืนผ้าสีเขียวที่มีตัวเลข 10 ที่มุมซ้ายบนและภาพวาดใบหน้าง่ายๆ ในส่วน "ข้อมูลจริง" จะมีรูปภาพธนบัตร 100 ดอลลาร์จริง ในส่วน "ตัวแยกแยะ" คือคำว่า "FAKE" ที่มีลูกศรชี้ไปยังรูปภาพในส่วน "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" และคำว่า "REAL" ที่มีลูกศรชี้ไปยังรูปภาพในส่วน "ข้อมูลจริง"

สุดท้าย หากการฝึกสร้างข้อมูลเป็นไปอย่างราบรื่น ตัวแยกแยะจะแยกแยะความแตกต่างระหว่างเนื้อหาจริงและเนื้อหาปลอมได้แย่ลง ระบบจะเริ่มจัดประเภทข้อมูลปลอมเป็นข้อมูลจริงและความแม่นยำจะลดลง

รูปภาพนี้เพิ่มแถวใหม่ในส่วนหัว "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" "ตัวแยกแยะ" และ "ข้อมูลจริง" ในรูปภาพก่อนหน้ารูปแรก ในส่วน "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" จะมีรูปภาพธนบัตรมูลค่า 20 ดอลลาร์ ในส่วน "ข้อมูลจริง" จะมีรูปภาพธนบัตร 20 ดอลลาร์ ใต้ "ตัวคั่น" จะมีคำว่า "จริง" พร้อมลูกศรชี้ไปยังรูปภาพใต้ "ข้อมูลที่สร้างขึ้น" และคำว่า "จริง" พร้อมลูกศรชี้ไปยังรูปภาพใต้ "ข้อมูลจริง"

ต่อไปนี้เป็นภาพของระบบทั้งหมด

แผนภาพ Generative Adversarial Network ที่ตรงกลางของแผนภาพคือกล่องที่มีป้ายกำกับว่า "ตัวแยกแยะ" สายไฟ 2 เส้นมายังกล่องนี้จากทางซ้าย  กิ่งด้านบนเริ่มต้นที่ด้านซ้ายบนของแผนภาพโดยมีทรงกระบอกที่มีป้ายกำกับว่า "รูปภาพในโลกแห่งความเป็นจริง" ลูกศรที่นําจากทรงกระบอกนี้ไปยังกล่องที่มีป้ายกำกับว่า "ตัวอย่าง" ลูกศรจากช่องที่มีป้ายกำกับ "ตัวอย่าง" ไปยังช่อง "ตัวแยก" กิ่งด้านล่างจะส่งไปยังช่อง "ตัวแยกแยะ" โดยเริ่มจากช่องที่มีป้ายกำกับว่า "อินพุตแบบสุ่ม" รูปลูกศรที่ลากจากช่อง "อินพุตแบบสุ่ม" ไปยังช่องที่มีป้ายกำกับว่า "Generator" รูปลูกศรที่ลากจากช่อง "Generator" ไปยังช่อง "Sample" ที่ 2 ลูกศรที่นําจากช่อง "ตัวอย่าง" ไปยังช่อง "ตัวแยกแยะ" ทางด้านขวาของช่องตัวแยกแยะจะมีลูกศรที่นำไปยังช่องที่มีวงกลมสีเขียวและวงกลมสีแดง คําว่า "จริง" จะปรากฏเป็นข้อความสีเขียวเหนือช่อง และคำว่า "เท็จ" จะปรากฏเป็นสีแดงใต้ช่อง ลูกศร 2 เส้นที่ลากจากช่องนี้ไปยัง 2 ช่องทางด้านขวาของแผนภาพ ลูกศร 1 เส้นนําไปยังกล่องที่มีป้ายกำกับว่า "Discriminator loss" ส่วนลูกศรอีกอันจะนำไปยังช่องที่มีป้ายกำกับว่า "การสูญเสียของเครื่องยนต์"

ทั้งตัวสร้างและตัวแยกแยะเป็นเครือข่ายประสาท เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับอินพุตของตัวแยกสัญญาณโดยตรง การจัดประเภทของตัวแยกแยะจะส่งสัญญาณที่ตัวสร้างใช้เพื่ออัปเดตน้ำหนักผ่านการย้อนกลับ

เรามาอธิบายส่วนต่างๆ ของระบบนี้อย่างละเอียดกัน