【がん(てきたいてきせいせいねっとわーく)】

GAN(敵対的生成ネットワーク) とは?

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💡 「偽造師」と「鑑定士」が競い合って上達する生成AI

生成器がデータを作り、識別器が学習データと生成データを区別するように、2つのモデルを競わせて学習する生成モデルの枠組み。

📌 このページのポイント
生成と識別を競わせて学習 ノイズ などの入力 生成器 データを作る 生成データ 学習データ 本物の例 識別器 区別する 学習時の 手がかり 判定を手がかりに、両方を学習する 必ず高品質・多様な結果になるとは限らない
基本的なGANの学習例。生成器と識別器は異なる目的で学び、学習後の生成では通常、生成器を使う。
ひよこ ひよこ
GANってどんな仕組みなの?
ペンギン先生 ペンギン先生
「作る係」と「見分ける係」を競わせるよ。生成器はデータを作り、識別器は学習データか生成データかを区別する。生成器は識別器が区別しにくいものを作るように、識別器は区別できるように学ぶんだ。
ひよこ ひよこ
どんなことに使われるの?
ペンギン先生 ペンギン先生
例えばStyleGANは顔画像の生成、CycleGANは画像を別のスタイルなどに変換する研究だよ。どちらもGANを使うけれど、入力や目的、構成は異なる。作られた画像がもっともらしくても、実際の事実を表しているとは限らないんだ。
ひよこ ひよこ
競わせれば、必ず本物そっくりになる?
ペンギン先生 ペンギン先生
必ずではないよ。学習が不安定になることも、違う入力から似た出力ばかりが出ることもある。生成するパターンの多様性が失われる問題は、モード崩壊と呼ばれるんだ。
ひよこ ひよこ
学習が終わって画像を作る時も、識別器が必要?
ペンギン先生 ペンギン先生
基本的な構成では、学習済みの生成器にノイズなどを入れて画像を作るよ。識別器との競争は学習の仕組みで、生成のたびに同じ競争を繰り返すわけではない。データや目的に合うように、学習方法と結果を確かめることが大切なんだ。
ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「GAN」って出てきたら「作るモデルと見分けるモデルを競わせて学ぶ生成AI」と思えればだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Generative Adversarial Network」 = 敵対的生成ネットワーク
💬 Generativeは生成、Adversarialは敵対的という意味。2014年にIan Goodfellowらが、2つのモデルを競わせる枠組みを提案したよ。

参考資料

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