Conditional GAN

Text-to-Image

对于根据文字生成图像的问题，传统的做法就是训练一个NN，然后输入一段文字，输出对应一个图片，输出图片与目标图片越接近越好。存在的问题就是，比如火车对应的图片有很多张，如果用传统的NN来训练，模型会产生多张图像的平均，结果就会很模糊。

Conditional GAN

Conditional GAN与普通GAN的区别在于输入加入了一个额外的condition，并且在训练的时候使得输出的结果拟合这个 condition。

此时的discriminator的输入是generator的输出和conditional vector，此时discriminator有两个任务：

1. 判断图片质量的好坏（图片是否是真实图片）。
2. 图片是否和输入条件匹配。

Algorithm

训练D（固定G）:

1. 首先从database中抽取m个样本，每个样本都是一对条件和图片。
2. 从一个分布中抽取m个vector z；然后每个vector都加上条件，表示为（c，z）。
3. 将（c，z）输入generator，生成m张图片x （条件+图片）。
4. 从database中随机选取m个真实图片 x 。
5. 计算损失，最大化损失。

训练G（固定D）:

1. 随机产生m个噪声，随机从database中抽取m个条件；
2. 通过generator得到G(C,Z)，然后经过discriminator得到D(G(C,Z))，更改G中的参数，使得它的得分越高越好。

具体设计条件GAN判别器，有两种方式：

1. 图片x经过一个网络变成一个code，条件经过一个网络也变成一个code；把这两种code组合在一输入到网络里面，输出一个分数。
2. 首先让图片经过一个网络，输出一个分数（用于判断图片是否真实），同时这个网络也输出一个code，这个code和条件结合起来输入到另外一个网络里，也输出一个分数（图片和文字是否匹配）。

Stack GAN（叠加生成对抗网络）

第一个网络生成小的图片，第二个网络生成大的图片。

• Image-to-image

传统做法存在的问题就是产生的图片很模糊，是因为它是许多张图片的平均。

Conditional GAN的做法就是，generator的输入一张图片和noise z，输出一张图片，discriminator会输入产生的image和input，输出一个scalar。通过算法的迭代，生成下面第三张图片，看起来很清晰，但和真实的图片还是有差异。所以提出了GAN+close，对generator生成的image加上限制，使得生成的image与真实对象越接近越好，得到第四张图片。

• Speech Enhancement(语音增强)

这里和image-to-image原理类似，都是把G的输入和输出作为D的输入。

• Video Generation

   Video Generation能够根据影片的前几帧产生后几帧。conditional 为之前几帧的图片。