前線導讀：近日，利用生成對抗網絡（GAN）自動生成動漫頭像在網絡上引發(fā)了熱潮，各種或呆萌或高冷的頭像并非來自任何一部動漫，而是由神經網絡模型直接生成的。此后，一些更加瘋狂的開發(fā)者搞出了更加不可思議的模型：直接生成人物照片。

01

先來玩兒個游戲吧

先來玩兒個簡單的小游戲，猜猜看下面這兩張圖中哪一張是真實的照片：

選好了嗎？答案揭曉了，真實的照片是——右邊的這位美女！

是不是有些不可思議？左邊這張怎么看都像是一張普通的照片啊，怎么會是 AI 生成的呢？但事實就是如此，左邊的這張照片中的美女，沒有國籍、沒有姓名，根本不存在于這個世界。沒錯，這就是生成對抗網絡 GAN 的強大威力。

如果你覺得這道題太簡單，你也可以猜猜看本文封面圖的兩個漂亮妹子哪個是真實的？哪個是AI生成的？

02

“在互聯(lián)網上，沒人知道你是 AI”

上面的這個游戲是來自這個網站的作品：http://www.whichfaceisreal.com ，感興趣的讀者可以自己去感受一下。

這個網站的作者是來自華盛頓大學的兩名教授：Carl T. Bergstrom 和 Jevin D. West，他們分別是生物學教授和信息科學教授。在網站的介紹頁面，他們寫了這樣一段話：

“在互聯(lián)網上，沒有人知道你是一只狗。”

他們這樣寫道：

過去的四分之一個世紀里，我們在漫畫里展示的教訓中不斷成長，互聯(lián)網上的陌生人可能是任何身份、來自任何地方。音樂論壇上的管理員可能是住在他媽媽房子地下室的小屁孩，聊天室里的一個十四歲的女孩可能是一名臥底警察，郵箱中找你重金求子或者讓你繼承遺產的女富商更是讓人一眼看過去就知道是騙子。

雖然我們已經學會不再相信對方的用戶名和文字介紹，但是照片卻不是這樣。我們曾經一直相信，誰都無法憑空地合成一張圖片，一張照片上的人物必定是來自現(xiàn)實中的某個人。當然，一個騙子可能用的是其他人的照片，但這樣做是一個冒險的策略，在谷歌利用圖片搜索進行反向查找，總能找到照片的來源。所以我們傾向于信任圖片，帶圖片的商家資料顯然更可信，在約會網站上的照片可能比本人差距要大很多，但是因為有照片，我們總能找到它一定來源于某個人。

可是，新的逆向機器學習算法打破了這一規(guī)則，它可以讓人們快速生成從未存在過的人的“合成照”。

這些照片都是 AI 生成的，你相信嗎？

計算機很好很強大，但你作為人類的視覺處理系統(tǒng)其實更好。如果你了解一些技巧，就可以一眼就看出這些假貨，至少目前是這樣。用于生成它們的硬件和軟件將繼續(xù)改進，并且可能只用幾年時間就能騙過專業(yè)的檢測系統(tǒng)。

我們的目標是讓您了解：網絡上的身份可以輕松偽裝，并幫助您一目了然地發(fā)現(xiàn)這些騙局。

03

萬“惡”之源：StyleGAN

這個網站的作者強調說：他們并不是這套模型的原作者，而是使用者，真正的作者是來自知名半導體公司英偉達的幾位工程師：Tero Karras，Samuli Laine 和 Timo Aila，他們基于 Ian Goodfellow 及其同事在 Generative Adversarial Neworks（GANs）的早期工作而進行的研發(fā)，做出了這套名為：StyleGAN 的模型。

2019 年 2 月，圖形硬件制造商英偉達發(fā)布了照片級真實面部生成軟件 StyleGAN 的開源代碼。該軟件采用生成對抗網絡（GAN）方法，利用兩個神經網絡互相訓練，一個試圖生成與真實照片無法區(qū)分的合成圖像，另一個試圖分辨出差異，這樣訓練幾個星期后，圖像創(chuàng)建網絡可以生成像上面展示的那樣以假亂真的圖像。

依靠 StyleGAN 合成的照片

除了對抗性網絡系統(tǒng)的代碼之外，NVIDIA 還以神經網絡權重的形式發(fā)布了數(shù)據(jù)，用于完整訓練的模型，以便用戶可以繞過漫長的訓練過程并立即開始生成面部合成照。在訓練過程中，GAN 需要一組真實的面孔來學習，NVIDIA 提供的網絡擁有了兩個大型面部照片集合 CELEBA-HQ 和 FFHQ，前者包括數(shù)以千計的名人面孔，后者包括根據(jù)創(chuàng)意公共許可證發(fā)布到 Flickr 的 70,000 張面部照片。

用于訓練的來自 [FFHQ 數(shù)據(jù)集] 的真實面部照片(https://github.com/NVlabs/ffhq-dataset)

除了我們上面展示的網站，由 StyleGAN 合成的照片還發(fā)布在另一個網站上：http://thispersondoesnotexist.com

訪問者每刷新一次就會生成一張新的照片。不過，畢竟是依靠算法生成的圖片，總有玩兒脫的時候，下圖展示的就是一些合成失敗的案例：

扭曲的下巴與詭異的帽子

“分筋錯骨手”

04

人臉都能合成了，還有安全可言嗎？

雖然合成人臉照片很酷，但是這樣的做法不免的引起了網友的恐慌。有不少人表示：人臉都能合成，安全問題該如何保證？

我們都知道對話機器人已經部分取代了客服的工作，不少銀行、商家的客服都已經是 AI 了。我們的編輯前不久就接到一通來自銀行的客服電話，聲音雖然仍有明顯的合成痕跡，但已經很貼近真實的人聲了。

與你對話的是 AI，給你看的照片也是 AI，就連視頻里的人物都可以利用 deepfakes 來進行“換臉”，人工智能雖然極大地方便了我們的生活，但由此帶來的安全隱患卻不得不引起重視。人臉識別目前幾乎是最為普及的 AI 技術了，目前尚不清楚是否能夠依靠“換臉”這樣的技術手段騙過此類系統(tǒng)，但是由于這種手段的存在，總讓人難以放心。

05

最后彩蛋

本文封面圖同樣來自文中提到的網站http://www.whichfaceisreal.com，圖中左邊的漂亮妹子是AI生成的，而右邊則是真實存在的。你猜對了嗎？