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0分享至用微信扫码二维码分享至好友和朋友圈说到计算机生成的图像肯定就会想到deepfake：将马变成的斑马或者生成一个不存在的猫。在图像生成方面GAN似乎成为了主流，但是尽管这些模型在生成逼真的图像方面取得了巨大成功，但他们的缺陷也是十分明显的，而且并不是生成图像的全部。自编码器（autoencoder）作为生成的图像的传统模型还没有过时并且还在发展，所以不要忘掉自编码器！当谈到计算机视觉中的生成建模时，几乎都会提到GAN。使用GAN的开发了很多许多惊人的应用程序，并且可以在这些应用程序中生成高保真图像。但是GAN的缺点也十分明显：1、训练不稳定，经常会出现梯度消失、模式崩溃问题（会生成相同的图像），这使得我们需要做大量的额外工作来为数据找到合适的架构。2、GAN很难反转（不可逆），这意味着没有简单的方法可以从生成的图像反推到产生这个图像的噪声输入。例如：如果使用可逆生成模型进行生成的图像的增强，可以直接获得生成图像的特定输入，然后在正确的方向上稍微扰动它这样就可以获得非常相似的图像，但是GAN做到这一点很麻烦。3、GAN不提供密度估计。也就是说可以生成图像但无法知道特定特征出现在其中的可能性有多大。
变分自编码器（Variationalautoencoder）或称VAE，通过引入随机性和约束潜在空间以便更容易从中采样来解决上面讨论的问题。要点：变分自编码器将随机性引入模型并限制潜在空间。要将传统自编码器转换为变分自编码器，只需要调整编码器部分和损失函数。让我们从***步开始。变分编码器变分编码器不是将输入图像映射到潜在空间中的一个点，而是将其映射到一个分布中，准确地说是多元正态分布（multivariatenormaldistribution）。多元正态分布是将单变量正态分布扩展到更多维度。就像单变量正态分布由两个参数描述：均值和方差，多元正态分布由两个参数向量描述，每个参数的长度等于维数。例如，2D法线将有一个包含两个均值的向量和一个包含两个方差的向量。如果分布的许多维度是相关的，则会出现额外的协方差参数，但在VAE中，假设所有维度都是**的，这样所有协方差为零。为了将输入图像编码为潜在空间中的低维度表示，将从多元正态分布中对其进行采样，其参数（均值和方差）将由编码器学习。这样潜在空间将用两个向量来描述：均值向量和方差向量。本文的例子中将这两个向量都设为576维，以匹配之前构建的编码器，后者编码为3x3x64=576维空间。江西亨士乐编码器有哪家。
这种混合模型使用GAN的鉴别器在典型的对抗训练中学到的知识来提高AE的生成能力。“Autoencodingbeyondpixelsusingalearnedsimilaritymetric”（arXiv：）在上图中作者使用他们的模型从学习的表示中重建一组图像，这是GAN无法做到的，因为GAN缺乏上面说过的的可逆性。从图上看重建看起来很不错。虽然GAN很重要，但是自编码器还在以某种方式在图像生成中发挥作用（自编码器可能还没被完全的开发），熟悉它们肯定是件好事。在本文的下面部分，将介绍自编码器的工作原理、有哪些不同类型的自编码器以及如何使用它们。**后还将提供一些TensorFlow的代码。自编码器都是关于如何有效地表示数据的。他们的工作是找到一个高维输入的低维表示，在不损失内容的情况下重建原始输入。从下图所示的quickdraw数据集中获取“斧头”。图像为28x28灰度，这意味着它由784个像素组成。自编码器会找到从这个784维空间到2D空间的映射，这样压缩后的ax图像将*由两个数字描述：地图上的X和Y坐标。接下来，*知道X-Y坐标，自编码器将尝试*从这两个值重建原始的784个像素。自编码器学习其输入的低维度表示。重建肯定不会是完美的，因为在压缩过程中不可避免地会丢失一些信息。亨士乐编码器低价的哪家。山东亨士乐编码器检查
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***个问题就出现了：在这种情况下，“随机”是什么意思？它应该来自正态分布还是均匀分布？分布应该如何参数化？下图显示了对测试数据样本进行编码后潜在空间值的概率密度。除此以外，我还计算了一些汇总统计数据：**小潜在空间值为，**大值为。对于随机点采样，让潜在空间以零为中心对称中心化会容易得多，或者说至少以某种方式是有界的，需要一个**大值和**小值。要点：潜在空间值形成不规则的、无界的分布，会使随机点采样变得困难。图像多样性另一个问题涉及潜在空间中各个类别的**区域，这会影响生成图像的多样性。模型的潜在空间是3x3x64，它是576维的无法可视化。为了便于解释可以尝试对一个维度进行3D切片，其形状为3x1x1。只考虑此切片时，每个图像在潜在空间中由3D矢量表示可以将其可视化为散点图。这是测试数据样本的图：蓝色点云分布在比红色和绿色云小得多的体积上。这意味着如果要从这个空间中随机抽取一个点，**终得到猫或狗的可能性要比得到树的可能性大得多。在极端情况下，考虑到潜在空间的所有576个维度，可能永远不会对树进行采样，这违背了对生成模型能够覆盖它所看到的数据的整个空间的要求。要点：不同图像类别的潜在表示可能在大小上有所不同。微型亨士乐编码器组成
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