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生成对抗网络（GANs）入门与实战解析

1. 引言

机器能否思考这一问题的历史比计算机本身还要悠久。1950 年，著名数学家、逻辑学家和计算机科学家艾伦·图灵在论文《计算机器与智能》中提出了图灵测试。在这个测试中，一名不知情的观察者与门后的两个人进行交流，一个是人类，另一个是计算机。若观察者无法分辨出哪个是人类，哪个是计算机，那么这台计算机就被认为通过了测试，具备智能。然而，在实际应用中，计算机在通过这一看似简单的测试方面还有很长的路要走。不过在其他任务中，计算机不仅达到了人类的表现水平，甚至超越了人类，例如高精度人脸识别和精通围棋等。

机器学习算法在识别现有数据中的模式并将其用于分类和回归等任务方面表现出色，但在生成新数据方面却面临困难。直到 2014 年，Ian Goodfellow 发明了生成对抗网络（GANs），这一技术使计算机能够使用两个独立的神经网络生成逼真的数据。GANs 并非首个用于生成数据的计算机程序，但其卓越的结果和高度的通用性使其脱颖而出。例如，GANs 在生成高质量的虚假图像、将涂鸦转化为照片级图像，以及将马的视频素材转化为斑马的奔跑视频等方面取得了显著成果，而且无需大量精心标注的训练数据。

2. 什么是生成对抗网络（GANs）

GANs 是一类机器学习技术，由两个同时训练的模型组成：生成器（Generator）和判别器（Discriminator）。
-生成器（Generator）：负责生成虚假数据，其输入通常是一个随机数向量，目标是生成与训练集中真实数据难以区分的样本。
-判别器（Discriminator）：用于区分生成器生