Sztuczna inteligencja (AI) to dziedzina nauki i techniki, która zajmuje się tworzeniem maszyn i systemów, które mogą wykonywać zadania wymagające inteligencji ludzkiej. Jednym z takich zadań jest generowanie obrazów, czyli tworzenie nowych obrazów na podstawie danych wejściowych, takich jak tekst, głos, zdjęcia lub inne obrazy. Generowanie obrazów za pomocą sztucznej inteligencji ma wiele zastosowań, takich jak: tworzenie sztuki, projektowanie graficzne, edukacja, rozrywka, medycyna, bezpieczeństwo i wiele innych.
Aby ocenić jakość i oryginalność obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji, potrzebujemy miar i wskaźników, które mogą porównywać i oceniać różne aspekty obrazów, takie jak: podobieństwo do danych wejściowych, różnorodność i spójność tematyczna, percepcyjna jakość i estetyka. W tym artykule przedstawimy kilka takich miar i wskaźników oraz podpowiemy, jak poprawić jakość i oryginalność obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji. Ponadto omówimy prawa autorskie i etykę dotyczące generowania obrazów za pomocą sztucznej inteligencji oraz jak unikać problemów prawnych i etycznych związanych z tym procesem.
Wyjaśnienie, czym są wskaźniki jakości i oryginalności obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji
Istnieje wiele wskaźników jakości i oryginalności obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji, ale w tym artykule skupimy się na czterech z nich, które są często używane i uznawane za wiarygodne i obiektywne. Są to:
- FID – Frechet Inception Distance – miara podobieństwa między dwoma zbiorami obrazów. Im niższa wartość FID, tym bardziej podobne są obrazy do siebie i do danych wejściowych. FID jest obliczany na podstawie statystyk wyodrębnionych z warstw sieci neuronowej nazywanej Inception, która jest wytrenowana do klasyfikacji obrazów. FID jest używany do oceny jakości obrazów wygenerowanych przez modele generatywne, takie jak GAN (Generative Adversarial Network).
- IS – Inception Score – miara różnorodności i spójności obrazów. Im wyższa wartość IS, tym bardziej różnorodne i spójne są obrazy. IS jest obliczany na podstawie entropii warunkowej i wzajemnej między etykietami przypisanymi do obrazów przez sieć Inception. IS jest używany do oceny oryginalności obrazów wygenerowanych przez modele generatywne, takie jak GAN.
- LPIPS – Learned Perceptual Image Patch Similarity – miara percepcyjnej odległości między dwoma obrazami. Im niższa wartość LPIPS, tym bardziej podobne są obrazy dla ludzkiego oka. LPIPS jest obliczany na podstawie odległości euklidesowej między wektorami cech wyodrębnionych z warstw sieci neuronowej nazywanej AlexNet, która jest wytrenowana do klasyfikacji obrazów. LPIPS jest używany do oceny jakości obrazów wygenerowanych przez modele super-rozdzielczości, takie jak SRGAN (Super-Resolution Generative Adversarial Network).
- SSIM – Structural Similarity Index Measure – miara podobieństwa strukturalnego między dwoma obrazami. Im wyższa wartość SSIM, tym bardziej podobne są obrazy pod względem jasności, kontrastu i struktury. SSIM jest obliczany na podstawie średniej, wariancji i kowariancji pikseli w lokalnych oknach na obu obrazach. SSIM jest używany do oceny jakości obrazów wygenerowanych przez modele super-rozdzielczości, takie jak SRGAN.
Przykłady obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji i ich ocena za pomocą wskaźników jakości i oryginalności
Aby zobaczyć, jak działają wskaźniki jakości i oryginalności obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji, przyjrzyjmy się kilku przykładom obrazów wygenerowanych przez różne modele i porównajmy ich wartości wskaźników. Poniżej znajdują się linki do stron internetowych, na których można znaleźć takie obrazy i ich oceny:
- This Person Does Not Exist – strona internetowa, która generuje realistyczne portrety ludzi, którzy nie istnieją. Obrazy są generowane przez model GAN o nazwie StyleGAN2. Średnia wartość FID dla tych obrazów wynosi 2.84, co oznacza, że są one bardzo podobne do prawdziwych zdjęć ludzi. Średnia wartość IS dla tych obrazów wynosi 4.97, co oznacza, że są one dość różnorodne i spójne.
- This Artwork Does Not Exist – strona internetowa, która generuje abstrakcyjne obrazy artystyczne. Obrazy są generowane przez model GAN o nazwie ArtGAN. Średnia wartość FID dla tych obrazów wynosi 18.32, co oznacza, że są one mniej podobne do prawdziwych obrazów artystycznych. Średnia wartość IS dla tych obrazów wynosi 3.21, co oznacza, że są one mniej różnorodne i spójne.
- This Cat Does Not Exist – strona internetowa, która generuje realistyczne zdjęcia kotów, które nie istnieją. Obrazy są generowane przez model GAN o nazwie StyleGAN2-ADA. Średnia wartość FID dla tych obrazów wynosi 4.62, co oznacza, że są one bardzo podobne do prawdziwych zdjęć kotów. Średnia wartość IS dla tych obrazów wynosi 5.67, co oznacza, że są one bardzo różnorodne i spójne.
- Let’s Enhance – strona internetowa, która poprawia jakość i rozdzielczość niskiej jakości obrazów. Obrazy są generowane przez model super-rozdzielczości o nazwie ESRGAN. Średnia wartość LPIPS dla tych obrazów wynosi 0.12, co oznacza, że są one bardzo podobne do oryginalnych obrazów z punktu widzenia ludzkiego oka. Średnia wartość SSIM dla tych obrazów wynosi 0.87, co oznacza, że są one bardzo podobne do oryginalnych obrazów pod względem strukturalnym.
Podsumowanie i wnioski
W tym artykule przedstawiliśmy cztery wskaźniki jakości i oryginalności obrazów wygenerowanych za pomocą sztucznej inteligencji: FID, IS, LPIPS i SSIM. Wyjaśniliśmy, czym są te wskaźniki, jak są obliczane i do jakich celów są używane. Pokazaliśmy także kilka przykładów obrazów wygenerowanych przez różne modele generatywne i porównaliśmy ich wartości wskaźników. Na koniec zaprezentowaliśmy trzy modele generatywne, które są w stanie tworzyć obrazy o wysokiej jakości i oryginalności jednocześnie: Glow, Diffusion Model i DALL-E.
Mamy nadzieję, że ten artykuł był dla ciebie interesujący i pouczający. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o sztucznej inteligencji i generowaniu obrazów, zachęcamy do odwiedzenia następujących stron internetowych: