AIが自動生成する「セレブっぽい写真」が実在するセレブっぽ過ぎて見分けがつかないレベル

人工知能(AI)を使った画像の自動生成といえば、DeepDreamのように「実際の写真とはどこか異なる独特の雰囲気」のものが生成されてしまうことが多いです。そこで、NVIDIAの研究グループが機械学習の手法のひとつである「教師なし学習」で使用されるAIアルゴリズム「GANs」を用いた画像の自動生成を行っており、ホンモノの写真と見分けがつかないレベルのハイクオリティな画像が生成できることを示しています。

Progressive Growing of GANs for Improved Quality, Stability, and Variation | Research
http://research.nvidia.com/publication/2017-10_Progressive-Growing-of

prosthetic knowledge — Progressive Growing of GANs for Improved Quality,...
https://prostheticknowledge.tumblr.com/post/166858631126

大量のセレブ写真を「GANs」を用いて学習させることで、自動でセレブっぽい写真を生成することができるジェネレーターをNVIDIAの研究者たちが開発しています。実験の中で開発されたジェネレーターとディスクリミネータの両方を徐々に成長させるため、初めは低解像度の画像しか生成できなかったものを、トレーニングが進むにつれてより高解像度で詳細な画像が生成できるように設計したとのこと。

画像はレイヤー上により精細で高解像度なものが生成されていくようになっており、トレーニングが安定するにつれ、前例のないレベルのクオリティの画像が生成できるようになったそうです。なお、最終的に生成された画像の解像度は1024×1024。

以下の画像は、解像度・学習時間・学習に使用されたセレブ写真の枚数、という3つの指標の変化とAIが生成したセレブっぽい写真の変化を一緒に見ることができるというGIF画像。「実在するセレブの写真では？」と思わずにはいられないクオリティの写真ばかりですが、これらはすべてAIが生成した「セレブっぽい写真」であり、実在する人物の写真ではありません。


GANsを用いて自動生成がどのように進化していくのかをより詳細に示したムービーは以下から見ることができます。

Progressive Growing of GANs for Improved Quality, Stability, and Variation - YouTube

最初に表示されるのは実在のセレブの写真

大量の写真を使ってAIを学習させます。

続いて、AIが自動生成した「セレブっぽい写真」が表示されます。

最初はホンモノの写真としか思えないレベルの写真が連続で表示され……

その後、自動生成された「セレブっぽい写真」が複数枚まとめて表示されます。初めに表示された写真はホンモノとしか思えないクオリティでしたが、以下の写真だと髪型や顔の一部が歪んだりぼやけたりしていて、AIが自動生成したものであることが実感できます。

続いて、AIが出力する画像がどのように変化していくのかをたどっていきます。

画面左下に表示されているのはAIが出力する写真の解像度。最初は8×8からスタート。

約7時間ほどの学習で解像度が16×16に進化。それに伴い出力している写真が人の輪郭っぽいものであることがわかるようになります。

20時間ほどの学習で解像度は64×64になりました。ここまでで学習に使用した写真の枚数は424万枚。

128×128になると顔のパーツがハッキリと区別できるようになります。

3日とちょっとで解像度は256×256に。上段中央の男性と下段左の女性の写真はホンモノと区別がつかないくらいのクオリティですが、下段右の女性の髪型はまだかなり違和感のある感じ。

約6日の学習で解像度は512×512となり……

約10日で1024×1024になります。ここまでくるとクオリティの高いものはホンモノの写真かAIが出力したものかを判断するのは難しそうです。

さらに、シンプルな方法で生成画像のバリエーションを増やす方法も提案しているそうで、確かにベースは同じ顔なのですが細かいパーツに違和感なく変更を加えていく様子が見られます。

続いて、「Latent space interpolations(潜在空間補間)」と呼ばれるデモンストレーション。

これは生成した写真を……

違和感なく変形していく、というもの。

髪の毛が伸びて女性になり……

髪の毛を下ろして落ち着いたイメージに変身。

さらに、濃いめの化粧に変身して……

髪の毛を伸ばして別角度の写真にチェンジ、といった具合にコロコロ別人の写真に変化していく様子が見られます。

GIF画像で変化の流れを見るとこんな感じ。


他にも、「セレブっぽい写真」だけでなく、飛行機や自転車、ボート、鳥、橋などさまざまな写真を自動生成することにもチャレンジしています。

しっかりとテーマ通りの写真を生成できている場合もあれば、左から4番目の列にはネコの写真が生成されるはずなのですが、まともなネコっぽい写真は上から2段目のものだけ、という場合もあります。

これらの写真も別の写真に自然に変形させる様子が見られます。ただし、「セレブっぽい写真」ほどの精度はないようで、ところどころ何の写真かわからないようなものが生成される場合もあるようです。