В НИУ ВШЭ научили нейросеть учиться на несколько порядков эффективнее
Нейросетевые генеративные модели в последние годы достигли впечатляющих результатов, однако важной задачей остается повышение эффективности их работы. Исследователям факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ и Института искусственного интеллекта AIRI удалось оптимизировать обучение нейросети StyleGAN2, создающей реалистичные картинки, сократив число обучаемых параметров на четыре порядка. При этом качество полученных изображений осталось высоким.
Результаты работы представлены в докладе на конференции NeurIPS 2022. Современные модели умеют генерировать человеческие лица в таком качестве, что их не отличить от лиц настоящих людей, и в то же время эти лица — новые, то есть таких людей в мире никогда не существовало. Одним из многообещающих типов генеративных моделей стала GAN (Generative Adversarial Network) — генеративно-состязательная сеть. Это комбинация из двух нейронных сетей, одна из которых (генератор) производит образцы, а другая (дискриминатор) — старается отличить правильные образцы от неправильных. Так как генератор и дискриминатор имеют противоположные цели, между ними возникает антагонистическая игра, которая способствует быстрому достижению общей цели — созданию реалистичного изображения.
Основная проблема при обучении генеративных моделей — сбор большого количества изображений высокого качества. Для того чтобы научиться генерировать реалистичные лица в высоком разрешении, сети понадобится порядка 100 тысяч разнообразных лиц. К сожалению, собрать такой датасет сложно, особенно в некоторых ситуациях, когда, например, нужно получить портреты в стиле конкретного художника или персонажей из вселенной Pixar.
Однако даже в экстремальных случаях, когда доступно несколько примеров стилизованных изображений или только текстовые описания, есть методы для дообучения генеративной модели, которая изначально училась на большом датасете обычных изображений. «Ранее для адаптации генератора под новый домен (например, портреты в стиле Pixar) дообучали почти все параметры — это порядка 30 миллионов. Нашей целью было уменьшить их число, так как мы понимали, что не имеет смысла учить заново весь генератор, чтобы изменить только стиль созданного ранее изображения», — отметил Дмитрий Ветров, заведующий Центром глубинного обучения и байесовских методов НИУ ВШЭ и ведущий научный сотрудник AIRI.
В статье HyperDomainNet: Universal Domain Adaptation for Generative Adversarial Networks ученые Центра глубинного обучения и байесовских методов НИУ ВШЭ описали новый подход к дообучению генеративной модели StyleGAN2. Это генеративная нейросеть, которая преобразует случайный шум в реалистичную картинку. Исследователям удалось оптимизировать ее обучение, сократив число обучаемых параметров (весов) на четыре порядка за счет обучения дополнительного доменного вектора.
В архитектуре сети StyleGAN2 есть специальные трансформации (модуляции), с помощью которых входной случайный вектор контролирует семантические признаки выходного изображения, такие как пол, возраст и так далее. Ученые предложили обучать дополнительный вектор, который определяет домен выходных изображений через аналогичные модуляции.
«Если дополнительно обучать только такой доменный вектор, то домен генерируемых картинок меняется так же хорошо, как если бы мы дообучали все параметры нейронной сети. Это кардинально снижает число оптимизируемых параметров, так как размерность такого доменного вектора всего 6000, что на порядки меньше, чем 30 млн весов нашего генератора», — рассказал Айбек Аланов, первый автор статьи, стажер-исследователь Центра глубинного обучения и байесовских методов НИУ ВШЭ и научный сотрудник AIRI.
На основании полученных результатов ученые предложили первый метод мультидоменной адаптации, который позволяет адаптировать модель на несколько доменов сразу. Такая значительная оптимизация дообучения на новые домены сокращает время обучения и используемую память. С помощью такого метода можно обучить гиперсеть, которая имеет меньше параметров, чем исходный генератор, но хранит в себе сотни и даже тысячи новых доменов.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно