這到底是什么神奇操作? 又運(yùn)用了什么樣的智能技術(shù)?

前段時(shí)間，一個(gè)叫做“將朱茵的黃蓉?fù)Q成楊冪的臉”的熱門(mén)話題在微博上爆火。原以為又是一波P圖熱潮引發(fā)的粉絲狂歡，沒(méi)想到小智在瀏覽具體內(nèi)容之后發(fā)現(xiàn)：這次換臉的形式不是圖片，而是視頻.

一位B站UP主用AI技術(shù)，將楊冪的臉“貼”在了朱茵飾演的黃蓉臉上。

說(shuō)實(shí)話，看到視頻和gif的小智真的被驚到了。

一方面，大冪冪的顏+朱茵的演技，這真的是神仙搭配呀！

另一方面, 不同于傳統(tǒng)觀念里惡搞視頻的“五毛特效”,這次的特效視頻根本看不出P圖痕跡, 真實(shí)得宛如原作.

這到底是什么神奇操作? 又運(yùn)用了什么樣的智能技術(shù)? 小智立刻展開(kāi)了調(diào)查。

Deepfake技術(shù)

原來(lái)，這種神奇的換臉效果使用的是一種叫做Deepfake的人工智能技術(shù).

什么是Deepfake？

Deepfake一詞由“Deep learning”(深度學(xué)習(xí))和“Fake”(假)組成, 其含義是在圖像或視頻中把一個(gè)人的臉替換成另一個(gè)人的臉. 這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)可以說(shuō)是人臉交換技術(shù)的一個(gè)重要突破.

Deepfake中文網(wǎng)站

幾年前的Deepfake技術(shù)并沒(méi)有像現(xiàn)在這樣廣泛的獲取渠道, 技術(shù)門(mén)檻也比較高。后來(lái), 有人推出了Windows程序FakeApp, 即使是對(duì)人工智能或是對(duì)視頻剪輯一竅不通的外行, 只需要一個(gè)GPU和一些訓(xùn)練數(shù)據(jù), 再通過(guò)按部就班的操作也能制作出換臉視頻.

同時(shí)，Deepfake在GitHub 上也已經(jīng)開(kāi)源，這一系列的變化都大大降低了Deepfake的獲取門(mén)檻。

技術(shù)原理

從技術(shù)角度而言，Deepfake是深度圖像生成模型的一次成功應(yīng)用。

在模型訓(xùn)練期間，先把目標(biāo)人物A的臉摳出來(lái)，定位好A的五官位置，訓(xùn)練出一個(gè)“無(wú)論怎么扭曲和變化A的臉，最后都能生成正常的A臉”的網(wǎng)絡(luò)。

五官定位示意圖

網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練好后，我們?cè)傧蚱渲休斎隑的臉。此時(shí)，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的邏輯看來(lái)，B的臉就是“以某種方式扭曲的A的臉”，需要它來(lái)進(jìn)行“糾正”。并且數(shù)據(jù)越多，效果越好。

操作流程

在FakeApp上的具體的操作大體分為3個(gè)步驟：原始數(shù)據(jù)集獲取，模型訓(xùn)練，視頻生成。

首先，我們需要一個(gè)包含Nvidia GPU的個(gè)人電腦，至少4GB的存儲(chǔ)空間。至于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的材料，用戶則需要提供至少幾百?gòu)堈掌蛘邥r(shí)長(zhǎng)足夠的視頻，以便FakeApp從視頻中提取所有幀。然后調(diào)整合適的參數(shù)，就可以開(kāi)始訓(xùn)練了。

圖片或視頻上傳操作

在訓(xùn)練過(guò)程中，F(xiàn)akeApp會(huì)顯示一個(gè)分?jǐn)?shù)，數(shù)值越大則表示訓(xùn)練結(jié)果的偏差越大。當(dāng)這個(gè)值低于0.02時(shí)效果通常就OK了，此時(shí)可以停止訓(xùn)練程序。這一過(guò)程需要的總時(shí)長(zhǎng)從十幾到幾十小時(shí)不等。

最后選擇上面訓(xùn)練好的模型和需要的換臉視頻，再設(shè)置合適的幀率，就可以得到一段自制Deepfake視頻。

關(guān)鍵機(jī)制

其實(shí)AI換臉也不算是新鮮事，不過(guò)早期的換臉效果確實(shí)差強(qiáng)人意。

你看得出換上的是誰(shuí)的臉嗎？

那使用Deepfake生成的人臉為何如此逼真？

這很大程度上歸功于一種叫做GAN（生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)）的關(guān)鍵機(jī)制。

在GAN中有兩個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型, 一個(gè)扮演“造假者”, 在數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練后生成假視頻;另一個(gè)則扮演“檢測(cè)者”, 不斷地檢測(cè)這些假視頻, 一直到它再也不能檢測(cè)出結(jié)果是假的.

此外，用于訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集越大，做出的Deepfake視頻越真實(shí)。這也是為什么我們看到的Deepfake視頻中出現(xiàn)的人物幾乎都是著名的政客和明星——他們有太多的公開(kāi)視頻素材可供訓(xùn)練了。

尼古拉斯·凱奇：作品太多怪我咯？

全網(wǎng)熱議

AI換臉的話題引發(fā)了眾多網(wǎng)友的熱議。吃瓜群眾們表示，這下“P圖寶貝”們可以名正言順地?fù)Q臉，假裝自己在演戲了。

還有群眾表示，“最強(qiáng)狗仔”卓偉就要失業(yè)了，以后明星的八卦視頻都可以直接甩鍋給“惡意換臉”，再也不用承認(rèn)了。

對(duì)于影視從業(yè)者來(lái)說(shuō)，這也是個(gè)好消息。因?yàn)橐袁F(xiàn)在的技術(shù)，一些大型數(shù)字特效公司想要將一位演員的面容“移植”到另一個(gè)身體上，至少需要幾個(gè)月的時(shí)間。特效公司工業(yè)光魔的首席運(yùn)營(yíng)官約翰·諾爾表示，如果這項(xiàng)技術(shù)能達(dá)到令人滿意的視覺(jué)效果，同時(shí)能大幅度提高制作效率、節(jié)省成本，那他們會(huì)很樂(lè)于嘗試。

《速度與激情7》中使用特效“復(fù)活”了保羅·沃克

當(dāng)然，也有不少網(wǎng)友對(duì)這一技術(shù)表示了擔(dān)憂

同樣感到擔(dān)憂的還有政界人物。美國(guó)總統(tǒng)大選佛羅里達(dá)州候選人盧比奧曾表示：過(guò)去想要威脅美國(guó)，可能需要航母、核武器，還有洲際導(dǎo)彈?，F(xiàn)在只需要登錄互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、電網(wǎng)，甚至只要弄出一段足以以假亂真的虛假視頻搞亂選舉，就足以讓美國(guó)陷入內(nèi)亂。

莫慌，造假有破綻

這些擔(dān)憂不無(wú)道理。

你永遠(yuǎn)不知道最厲害的技術(shù)會(huì)落到什么人的手里，況且這還是已經(jīng)開(kāi)源了的技術(shù)。

為了防范Deepfake背后的社會(huì)安全隱患，紐約大學(xué)的研究人員研究后發(fā)現(xiàn)：在Deepfake生成的虛假視頻中，人物的頭部動(dòng)作和瞳孔顏色通常會(huì)很怪異，并且?guī)缀醪辉趺凑Ｑ?。這成了目前Deepfake無(wú)法逃脫的bug。

觀察原視頻和造假視頻對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵幀，可以看出，假臉人物在原視頻的眨眼處并沒(méi)有眨眼

據(jù)了解，這一bug并非來(lái)自算法本身的問(wèn)題，而是它使用的數(shù)據(jù)集。

當(dāng)訓(xùn)練深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們使用的是來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)圖像。即便是像尼古拉斯·凱奇這樣的公眾人物，他的大多數(shù)照片也都是睜著眼睛的，一般很少有人會(huì)有大量的閉眼照。既然數(shù)據(jù)集中幾乎沒(méi)有眨眼圖像，那么Deepfake就無(wú)法“學(xué)會(huì)眨眼”，或者眨眼的時(shí)長(zhǎng)和頻率都遠(yuǎn)小于正常人。

這樣的進(jìn)展，可以算是“魔高一尺，道高一丈”了。

科技時(shí)代，“技術(shù)造假”和“技術(shù)打假”必會(huì)進(jìn)行曠日持久的戰(zhàn)爭(zhēng)。在鼓勵(lì)研究人員找出“打假”方法的同時(shí)，小智覺(jué)得，我們還需要呼吁停止濫用技術(shù)以及傳播相應(yīng)的惡性作品。

畢竟, 科技的發(fā)展不僅需要頂尖科學(xué)家們的努力攻克, 還需要蕓蕓大眾的共同維護(hù).