Deepfakes：它的工作原理、應用程序和一些示例

Deepfake 照片和視頻引起了世界各地許多人的關注，並引起研究人員和立法者的疑問：下一步是什麼？

deepfake 一詞代表“深度學習”和假冒，指的是使用人工智能的深度學習方法來創建任何媒體的假副本。

許多人對使用 deepfake 應用程序偽造圖片和視頻是多麼容易感到震驚，而其他人則認為它非常有趣。 然而，deepfake 已經成為一種東西。

因此，我們正在仔細研究這項技術，以了解它的工作原理以及它對世界的意義。

Deepfake 與人工智能

首先，重要的是要注意標準 AI 生成的輸出和 deepfake 之間的區別。 多年來，人工智能算法已經產生了不同類型的媒體輸出，但你很難稱它們為 deepfakes。

術語 deepfake 是指偽造的媒體，例如視頻、圖片或其他任何內容，它是預先存在的副本的 AI 編輯版本。

由於更便宜、更強大的計算機以及該領域的新發展，人工智能在過去十年中得到了巨大的發展。

十年前，人工智能生成的圖像很容易被識別，而在過去的幾年裡，算法變得更好，更容易產生高度逼真的結果。 正是這種高水平的真實性使得人工智能生成的圖像，特別是深度偽造，非常令人印象深刻。

人工智能和深度學習

要了解計算機算法如何演變以創建您可以在 generate.photos 和 thispersondoesnotexist.com 上找到的高度逼真的人臉，您將需要人工智能入門。

人工智能有不同的領域，這取決於你使用的方法和你計劃實現的目標。 您會發現從概率方法（例如用於垃圾郵件檢測的貝葉斯過濾器）到模糊邏輯、自行開發的進化算法以及旨在模擬人腦的人工神經網絡等各種方法。

神經網絡

就像人腦中有真正的神經元一樣，它們的樹突和軸突連接成高度複雜的網絡，跨越數百萬到數十億個神經元，人工神經元也相互連接。 但是它們的數量受到計算能力的限制。

神經網絡的目標是為每個輸入提供輸出或答案。 這是通過首先像教孩子一樣教網絡來實現的。 之後，它現在可以根據您的教義進行預測。

您還應該注意，網絡中更多的神經元通常意味著更好的結果，更多的訓練數據也會改善結果。 至少在理論上，這正是人類大腦的工作方式。

深度偽造的工作原理

有很多事情和領域可以應用人工智能。 Deepfaking 只是其中之一，它是從使用神經網絡來編輯圖像演變而來的。 早期的結果很有希望，但在 Ian Goodfellow 和他的朋友們在 2014 年提出 GAN 之前，它們非常基礎。

GAN 或 Generative Adversarial Network 是一種用於教授神經網絡的框架。 因此，您不必自己準備和教授網絡，而是讓另一個網絡通過批評其輸出來與第一個網絡競爭。 這會導致基於任何訓練集產生出色的結果。

GAN 方法的結果在當時和今天一樣驚人。 它也已成為許多 AI 解決方案和應用程序的基礎，包括 deepfakes。 此外，計算能力的提高使得在智能手機上做驚人的事情變得更容易。

可能的深度偽造應用程序

除了在網上流傳的非常流行的圖像和視頻之外，還有廣泛的應用可以將 deepfake 技術用於其他更有用的目的。

Deepfakes 可以使用音頻合成幫助語言障礙患者找到聲音。 它可以在課堂上找到用途，讓歷史人物復活，就像在佛羅里達州聖彼得堡的達利博物館發生的那樣。

電影行業也可以找到深度偽造的用途，因為它可以顯著降低電影中 CGI（計算機生成圖像）的成本。 死去的藝人和演員可以復活並出現在新電影中。

Deepfakes 可以讓任何人製作多種語言的專業視頻，就像大衛貝克漢姆的“不再有瘧疾”運動和 Manoj Tiwari 在印度的政治運動一樣，他能流利地說多種語言。

遊戲也可以很好地利用 deepfakes，因為玩家可以沉浸在遊戲中以獲得更深層次的虛擬現實體驗。

甚至社交媒體營銷人員也在尋找完全在計算機上創建和管理的計算機生成的社交媒體個性的用途。 雖然不是真正的 deepfake，但 Calvin Klein 的 Lil Miquela 和她的 300 萬 Instagram 粉絲展示了什麼是可能的。

一些深度偽造的例子

為了更好地理解這項技術及其所擁有的承諾，這裡有一些最令人印象深刻的深度偽造。

• 奧巴馬公告——這是最著名、最古老、最令人震驚的深度偽造之一。 該視頻於 2018 年發布，旨在警告人們該技術的可能性。
  
  它以奧巴馬發佈公共服務公告為特色，並包括他稱特朗普為“笨蛋”。 創建者是 Jordan Peele，他使用的工具包括 Adob​​e After Effects 和 FaceApp。
  
  
• 蒙娜麗莎——大多數人都知道達芬奇的傑作《蒙娜麗莎》。 但在 2019 年，由於三星的俄羅斯人工智能研究實驗室，人們第一次看到她的微笑和動作，讓全世界都驚嘆不已。
  
  研究人員使用從 YouTube 收集的 7,000 張圖像來訓練這個神經網絡，標記為“逼真的神經說話頭”。 然後，您只需要一張照片來匹配面部特徵並為面部設置動畫。 他們還與阿爾伯特·愛因斯坦、瑪麗蓮·夢露、薩爾瓦多·達利等人合作。
  
  
• Zoom Calls – 2020 年，兩名俄羅斯研究人員展示瞭如何使用 Zoom 視頻通話的可自定義背景功能來創建您想要的任何人的實時動畫深度偽造。 在網絡電話中，他們可能會以活生生的愛因斯坦、蒙娜麗莎、唐納德特朗普或鮑里斯約翰遜的形像出現。
  
  
• 薩爾瓦多·達利——2019年，佛羅里達州聖彼得堡的達利博物館舉辦了“達利生活”展覽。 它以已故藝術家的深度偽造版本為特色，他們需要超過 1,000 小時的機器學習和 6,000 幀才能完成。
  
  
• DeepNude – 同樣在 2019 年，一個開發團隊發布了一款令人印象深刻的應用程序，名為 DeepNude。 它所需要的只是一張比基尼女人的照片，它會把她完全脫光。 然後它在圖片上添加了一個“FAKE”水印，你可以花 50 美元將其刪除。
  
  該應用程序讓很多人感到驚訝和憤怒。 壓力如此之大，以至於開發人員不得不將其從網絡上撤下。 它在 GitHub 上的開源代碼也被刪除，但 http://deepnude.to 和電報機器人等網站顯示 DeepNude 仍然存在。

著名的 deepfake 應用程序

還有很多 deepfake 生成器應用程序，其中一些比其他更令人印象深刻。 它們主要用於智能手機，讓任何人都可以輕鬆快速地處理照片和視頻。

這些應用程序包括：

• DeepFaceLab – DeepFaceLab 可在 GitHub 上獲得，是用於創建 deepfake 的領先軟件解決方案。 它可以讓你交換和減齡面孔，更換頭部，並操縱政客和其他感興趣的人的嘴唇。 許多 YouTube 頻道也使用它。
  
  
• MyHeritage – MyHeritage.com 提供的 Deep Nostalgia 優惠讓您可以輕鬆地將古董全家福照片變為現實。 MyHeritage 是一個發現您的家譜的平台。 因此，讓您的祖先起死回生可能是一次令人毛骨悚然但令人印象深刻的經歷。
  
  
• FakeApp – 由 Reddit 用戶開發和發布，FakeApp 可以輕鬆地免費交換或播放視頻中的面孔。 它被用於製作《星球大戰：俠盜一號》前傳中著名的年輕公主萊婭的重製版。 顯然，製作只需要幾分鐘，但它看起來比電影原版要好，後者需要數週且成本更高。
  
  
• Reface – 適用於 Android 和 iOS 的另一個令人印象深刻且易於使用的應用程序。 不過，它帶有廣告，您可以通過每月訂閱將其刪除。
  
  
• Zao - 中國 deepfake 應用程序，可讓您在幾秒鐘內創建新視頻，但效果令人印象深刻。 它僅在中國可用。
  
  
• Deepfakes Web – 可在網絡上運行的基於雲的 deepfake 應用程序。 只需訪問網站，上傳視頻並單擊按鈕即可。 然後系統將學習視頻並為您創建一個新視頻。 你也可以訓練它以獲得更好的結果。

結論

在這篇 deepfake 帖子結束時，很明顯這項技術現在已經走了多遠。 這包括道德和不道德的方法，因為色情行業一直是互聯網創新的源泉。

同樣考慮到 AI 深度偽造的成本比傳統 CGI 相對便宜，深度偽造在電影行業以及娛樂以外的其他應用中的使用前景肯定是光明的。