Auto Byte

专注未来出行及智能汽车科技

微信扫一扫获取更多资讯

Science AI

关注人工智能与其他前沿技术、基础学科的交叉研究与融合发展

微信扫一扫获取更多资讯

阿里AI设计师一秒出图,小撒连连惊呼,真相是...

近期,央视《机智过人》的舞台上来了位“三超设计师”——设计能力超强;出图能力超快;抗压能力超强,成功迷惑嘉宾和现场观众,更让撒贝宁出错三连。

节目一开场,这位“设计师”就为现场嘉宾:主持人撒贝宁、演员韩雪、神经科学家鲁白生成了三张独具特色的海报。几乎是说话的瞬间,海报立即生成,出图速度之快让撒贝宁惊呼“秒完”。

鹿班为现场嘉宾设计的海报

这位设计师正是阿里巴巴研制的AI设计师——鹿班。鹿班是为解放人类平面设计师而生,它学习了五百万张人类设计作品,现在它每秒能做八千次设计。自从2016年上线至今,鹿班已经完成了十亿次海报制作,是全球首位大规模投入使用的人工智能平面设计师。

节目中,鹿班将接受设计领域的两轮检验,如果鹿班的作品被现场观众成功找出,则认为鹿班通过检验。究竟AI能否在设计领域达到人类水平?接下来,我们一起走进检验场。

第一轮挑战中,鹿班与一次成稿率在80%以上的设计师、从业十二年的资深设计师等三位同台竞技,各自设计一张以“汽车卓越加速性能”为主题的商业海报。下图即四位设计师的设计成图,大家不妨来猜一猜哪幅是鹿班的作品。

根据现场观众投票,多数观众认为4号作品出自鹿班之手。让观众出乎意料的是2号才是鹿班的创作,这个结果让神经学家鲁白大呼“不服气”。

不信?眼见为实!

接下来,战况升级。中央美术学院院长范迪安教授带来画家与服装设计师来和鹿班同台创作,为《孙子兵法》这本书设计封面。

面对设计难度升级,鹿班能否成功应对?我们马上揭晓鹿班和两位人类设计师为《孙子兵法》设计的封面的作品:

以上图片中有三幅作品,其中哪一张是鹿班的设计?到底观众们有没有猜对?不急,我们先请阿里巴巴资深技术专家星瞳为我们揭秘鹿班背后的技术。

使用场景

视觉生成引擎的使用场景大致可抽象成下图。以显式输入而言,用户可以输入标签需要的风格、色彩、构图等,或者输入一个例子,或者进行一些交互的输入。除显式输入之外还可以有隐式输入,比如人群信息、场景信息、上下文信息等。总的来说,输入可以是千变万化的,但通过规范化之后就会减少变化,使得生成过程可控,输出质量可控。

对视觉生成引擎来说,它要求输入是规范化的。但在输入前,可以加入各种交互方式,如自然语言处理语音识别等,将其转化成规范化输入。最后输出结构化信息或可视成图。

技术框架和生产流程

其技术框架如下图左侧。首先对视觉内容进行结构化理解,如分类、量化、特征化。其次通过一系列学习、决策变成满足用户需求的结构化信息即数据,最后将数据转化成可视的图像或视频。这一框架依赖于大量的现有数据。其核心是一个设计内核。同时,引入效用循环,利用使用后的反馈来不断迭代和改进系统。

其生产流程分成六个步骤,如下图右侧所示。首先用户提出需求,将需求特征化转变成系统可以理解的结构化信息。其次将信息进行规划得到草图。有了粗略的草图后再将其转变成相对更精确的图,然后调整细节,最后通过数据可视化形成最终的图。当然其中还有很多的trick,以及各部分的优化。

关键算法

下面介绍一些关键算法。我们希望基于下图最左的耐克鞋生成最右的图。先通过规划器得到草图,再通过强化学习获得相对细致的结果,再通过对抗学习及渲染算法得到图片,再通过评估器进行评估,最后形成业务闭环,其中还会有一些基础的能力,包含更强的联合特征(非普通 CNN特征)及多维度检索算法等。

基本上,处理的第一步是将图片中的信息结构化,这也是与现有的识别理解技术结合最紧密的地方。其中的难点和重点包括,对图像中多目标的识别、遮挡和互包含情况如何得到分割的信息等,下图只是个简单的示例。

有了结构化信息之后,需要对信息进行量化。可以量化成特征或量化图。量化过程中会包含很多信息,比如主题风格、布局配色、元素种类、量化空间等。有了这些信息后可以在主题、种类、风格、视觉特征大小位置上,量化成各种码,用相对有限的特征来表达无限的图。

下一步是通过用户的输入,得到一个相对粗略的结果即草图。目前主要使用的是深度序列学习。从图像角度,首先选定一个点的像素颜色再选择位置,再迭代进行操作,最后形成一张图。规划器模拟的就是这个过程。本质上预测过程是一棵树,当然也可以拆成一条条路径。为了简化,可以分成几步进行,比如空间序列,视觉序列。最后形成量化特征模型,主要应用的是LSTM模型。它把设计的过程转化成基于递归、循环的过程。

得到草图后,利用行动器将草图细化。如果将图中的每个元素看作一个Agent,那么它将有若干个可选的行动空间。

假设一张图中有20个元素,每个元素在视觉上有多种可选的行动空间,由其组合成的可选行动空间非常庞大。我们有很多trick可以解决这一问题,比如在空间上,只允许在有限范围内进行变动,且行动方向有序,即状态有序,行动有限。

下一步是如何衡量结果的好坏。图像的评估相对比较主观,主要可以从美学和效果两方面来评估。美学角度可以包括是否对齐、色系搭配是否合理、有无遮挡这些较低级别的判断标准,以及较高级的,比如风格是否一致,是否切合主题。从效果上,产品投放后是否会在点击率等方面实现提升。最后将多个指标形成对应权重并形成多个DeepLR联合模型。

但在衡量结果之前,需要形成像素级别可见的图。这里有以下几种构造器分类,包括临摹、迁移、创造、搭配与生成。

前面介绍了,如何通过用户的需求形成可见的图。后续还需要进行投放和反馈并进行优化,形成效用外循环。这样才能使得系统效用不断得到提升,形成一个在线闭环,这也是智能设计相对设计师的一大优势。

从技术角度来说,鹿班可以满足海量无选择客户的需求。相信在未来,可以做到“所想,即所见”。节目的最后,撒贝宁、韩雪、鲁白纷纷为鹿班站台,鹿班也因此成功入选 “2018智能先锋”。

阿里技术
阿里技术

分享阿里巴巴的技术创新、实战案例、经验总结,内容同步于微信公众号“阿里技术”。

专栏二维码
产业神经科学NLP鹿班语音识别强化学习LSTM
2
相关数据
权重技术

线性模型中特征的系数,或深度网络中的边。训练线性模型的目标是确定每个特征的理想权重。如果权重为 0,则相应的特征对模型来说没有任何贡献。

人工智能技术

在学术研究领域,人工智能通常指能够感知周围环境并采取行动以实现最优的可能结果的智能体(intelligent agent)

神经科学技术

神经科学,又称神经生物学,是专门研究神经系统的结构、功能、发育、演化、遗传学、生物化学、生理学、药理学及病理学的一门科学。对行为及学习的研究都是神经科学的分支。 对人脑研究是个跨领域的范畴,当中涉及分子层面、细胞层面、神经小组、大型神经系统,如视觉神经系统、脑干、脑皮层。

规划技术

人工智能领域的「规划」通常是指智能体执行的任务/动作的自动规划和调度,其目的是进行资源的优化。常见的规划方法包括经典规划(Classical Planning)、分层任务网络(HTN)和 logistics 规划。

规范化技术

规范化:将属性数据按比例缩放,使之落入一个小的特定区间,如-1.0 到1.0 或0.0 到1.0。 通过将属性数据按比例缩放,使之落入一个小的特定区间,如0.0到1.0,对属性规范化。对于距离度量分类算法,如涉及神经网络或诸如最临近分类和聚类的分类算法,规范化特别有用。如果使用神经网络后向传播算法进行分类挖掘,对于训练样本属性输入值规范化将有助于加快学习阶段的速度。对于基于距离的方法,规范化可以帮助防止具有较大初始值域的属性与具有较小初始值域的属相相比,权重过大。有许多数据规范化的方法,包括最小-最大规范化、z-score规范化和按小数定标规范化。

语音识别技术

自动语音识别是一种将口头语音转换为实时可读文本的技术。自动语音识别也称为语音识别(Speech Recognition)或计算机语音识别(Computer Speech Recognition)。自动语音识别是一个多学科交叉的领域,它与声学、语音学、语言学、数字信号处理理论、信息论、计算机科学等众多学科紧密相连。由于语音信号的多样性和复杂性,目前的语音识别系统只能在一定的限制条件下获得满意的性能,或者说只能应用于某些特定的场合。自动语音识别在人工智能领域占据着极其重要的位置。

自然语言处理技术

自然语言处理(英语:natural language processing,缩写作 NLP)是人工智能和语言学领域的分支学科。此领域探讨如何处理及运用自然语言;自然语言认知则是指让电脑“懂”人类的语言。自然语言生成系统把计算机数据转化为自然语言。自然语言理解系统把自然语言转化为计算机程序更易于处理的形式。

长短期记忆网络技术

长短期记忆(Long Short-Term Memory) 是具有长期记忆能力的一种时间递归神经网络(Recurrent Neural Network)。 其网络结构含有一个或多个具有可遗忘和记忆功能的单元组成。它在1997年被提出用于解决传统RNN(Recurrent Neural Network) 的随时间反向传播中权重消失的问题(vanishing gradient problem over backpropagation-through-time),重要组成部分包括Forget Gate, Input Gate, 和 Output Gate, 分别负责决定当前输入是否被采纳,是否被长期记忆以及决定在记忆中的输入是否在当前被输出。Gated Recurrent Unit 是 LSTM 众多版本中典型的一个。因为它具有记忆性的功能,LSTM经常被用在具有时间序列特性的数据和场景中。

强化学习技术

强化学习是一种试错方法,其目标是让软件智能体在特定环境中能够采取回报最大化的行为。强化学习在马尔可夫决策过程环境中主要使用的技术是动态规划(Dynamic Programming)。流行的强化学习方法包括自适应动态规划(ADP)、时间差分(TD)学习、状态-动作-回报-状态-动作(SARSA)算法、Q 学习、深度强化学习(DQN);其应用包括下棋类游戏、机器人控制和工作调度等。

推荐文章
暂无评论
暂无评论~