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人工知能・AIブログ

2020年6月29日

AI(人工知能)事例集 vol.202 人工知能がぼやけた顔を60倍以上にシャープに見せる

デューク大学の研究者たちは、ぼやけた顔の画像を、これまで以上に細かく、説得力のあるコンピューター生成の似顔絵に変換することができるAIツールを開発しました。これまでの方法では、画像を元の解像度の8倍に拡大縮小するだけでしたが、研究チームは、ほんの一握りのピクセルから最大64倍の解像度でリアルな顔を作成し、まつげや無精ひげなど、最初には存在しなかった特徴を「想像」する方法を考案したといいます。

まるで実在するような顔を生成するAI

研究チームを率いたデューク大学のコンピューター科学者シンシア・ルーディン氏は、「これほど詳細に超解像画像が作成されたことはこれまでありませんでした」と語りました。

このシステムは、人を特定するためには使用することはできません。防犯カメラのピントが合っていない、認識できない写真を実在の人物の鮮明な画像に変えるということはできません。逆に、実際には存在しないが、実際に存在しているように見える新しい顔を生成することが可能だといいます。

従来の手法では、低解像度の画像を用いて、どのような余分なピクセルが必要かを「推測」し、コンピュータが以前に見たことのある高解像度画像の対応するピクセルと平均的に一致するようにしていました。この平均化の結果、髪や肌の質感のある部分は、最終的にはぼやけて不明瞭に見えてしまいます。

デュークのチームは別のアプローチを考え出しました。低解像度の画像を撮影してゆっくりと新しいディテールを追加するのではなく、AIが生成した高解像度の顔の例を調べ、同じサイズに縮小したときに入力画像にできるだけ似ているものを探し出す、PULSEと呼ばれる手法です。

このチームは、機械学習のツールである「Generative adversarial network」(GAN)と呼ばれるものを使用しましたが、これは写真の同じデータセット上で訓練された2つのニューラルネットワークです。一方のネットワークは、訓練された写真を模倣したAIが作成した人間の顔を作成し、もう一方のネットワークはこの出力を受けて、本物と間違われるほどの説得力があるかどうかを判断します。

毛穴や皺なども鮮明に

ルーディン氏は、PULSEは他の方法では不可能な、ノイズの多い低品質の入力からリアルな画像を作成することができると言います。1つの顔のぼやけた画像から、別人のように見えてしまうような生き生きとした画像をいくつも作り出すことができます。

このシステムは、顔の16×16ピクセルの画像を数秒で1024×1024ピクセルに変換し、100万以上のピクセルを追加して、HD解像度に近い解像度にすることができます。低解像度の写真では気づかなかった毛穴やしわ、髪の毛のかすみなどの細部が、コンピュータで生成されたバージョンでは鮮明になるといいます。

【考察】ぼやけた顔を生き生きさせるAIの活用

画像を元の解像度の8倍に拡大縮小するという従来の方法では不可能だった、最大64倍の解像度でリアルな顔を作成することが、AIにより可能になるということです。

これは、「本物と間違うような説得力のある鮮明な顔を生成する」という技術のため、不鮮明な監視カメラなどがら顔を識別するなどという用途では利用できません。

しかし、この技術を使えば、昔のモノクロ写真などから、歴史上の人物や群衆の写真を鮮明化して、より生き生きとして見せることが可能になるでしょう。そのような鮮明な画像は、TV番組や博物館など、様々な場で活用できそうです。

参照元:Artificial intelligence makes blurry faces look more than 60 times sharper

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