GAN对抗生成网络学习笔记(二)GAN网络原理

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前言

提示:这里可以添加本文要记录的大概内容:
例如:随着人工智能的不断发展,机器学习这门技术也越来越重要,很多人都开启了学习机器学习,本文就介绍了机器学习的基础内容。


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、概率分布

1.1 生成器

首先我们是可以知道真实图片的分布函数pdata(x),同时我们把假的图片也看成一个概率分布,称之为pg=(x,θ)。那么我们的目标是什么呢?我们的目标就是使得pg(x,θ)尽量的去逼近pdata(x)。在GAN中,我们使用神经网络去逼近pg=(x,θ)。
在生成器中,我们有如下模型:
在这里插入图片描述
其中z∼Pz(z),因此G(z)也是一个针对于z概率密度分布函数。

1.2 判别器

针对于判别器,我们有D(x,θ),其代表某一张z图片x为真的概率。

二、目标函数

在Generative Adversarial Nets论文中给出了以下的目标函数,也就是GAN网络需要优化的东西。
在这里插入图片描述
公式看起来很复杂,但是我们分开来看还是比较简单的。

D 网络的目标是什么?能够辨别真假,也就是说,给定一张真的图片x,D网络能够给出一个高分,也就是D(x)尽量大一点。而针对于生成器G生成的图片G(z),我们希望判别器D尽量给低分,也就是D(G(z))尽量的小一点。因此D网络的目标函数如下所示:
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在目标函数中,x代表的是真实数据(也就是真的图片),G(z)代表的是生成器生成的图片。

G 网络的目标就是使得D(G(z))尽量得高分,因此其目标函数可以写成:
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D(G(z)) 尽量得高分(分数在[0,1]之间),等价于1−D(G(z))尽量的低分,因此,上述目标函数等价于:
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因此我们将两者结合起来,就变成了之前的目标函数。

证明如下:
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三、算法

上述我们从理论上讨论了全局最优值的可行性,但实际上样本空间是无穷大的,也就是我们没办法获得它的真实期望(Ex∼pdata (x)和Ez∼pz(z)是未知的),因此我们使用估测的方法来进行。
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具体的算法流程如下:
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