כל מי שבילדותו נאלץ להתפלח לסרטי מבוגרים יודע, שאחד הדברים המתסכלים בלהיות ילד הוא הגבלת הגיל על מופעים, מסיבות יציאה לדייט עם הבייביסיטר או, ובכן, סרטים. ב״המעבדה של דקסטר״ - סדרה על ילד חנון גאון בן שמונה שרוקח ניסויים והמצאות במעבדה הסודית שבביתו - בנה דקסטר מאיץ הידרו-קוסמטי כדי לפתור את הבעיות המציקות האלה [1]: מכונה שמסוגלת לשנות את הגיל. בשנים האחרונות מתפרסמות אפליקציות שונות המסוגלות לדמות את התהליך. איך הן עובדות?

מערכות לומדות מסוג GAN שאומנו לייצר פרצופים אנושיים יודעות ליצור פנים שונות מכל נקודה במרחב (וקטור) [2].  כיצד נוכל לבצע שינויים על הדמות בתמונה שיצרנו, כמו לשחק עם הגיל, לגרום לה לחייך, להיראות נשית או גברי יותר, ועוד?

 הנקודות שיוצרות את הפרצופים ב-GAN מסודרות בהיגיון פנימי. נקודות קרובות פיזית יוצרות פרצופים דומים. שינוי קטן בקלט שהוכנס למערכת (מיקום הנקודה) ייצור שינוי קטן בתמונה המתקבלת. תופעה מעניינת היא שהנקודות היוצרות את הפרצופים פועלות לפי היגיון אריתמטי. למשל: (גבר עם משקפיים) - (גבר) + (אישה) = אישה עם משקפיים; ואילו (אישה מחייכת) - (אשה נייטרלית) + (גבר נייטרלי) = גבר מחייך.

כלומר, אם ניקח אישה מחייכת ונחסר ממנה אישה עם פנים נייטרליות נקבל אוסף מספרים, שאם נוסיף אותו לפנים כלשהן הם יהפכו למחויכות יותר. אפשר להסתכל על הפעולה של הוספת אוסף המספרים לנקודה בתור הזזת הנקודה המקורית לכיוון כלשהו. כלומר, ישנו כיוון של חיוך, שאם נזיז נקודה בכיוונו נקבל פנים מחייכות יותר. בנוסף לכיווניות של חיוך ומשקפיים, מתברר שישנם כיוונים מעניינים נוספים במרחב, כמו כיוון של גיל, מגדר, זקן, אורך שׂער, כובע, ולמעשה כמעט כל תכונה שניתן להבחין בה בין פרצופים.

איך מוצאים את הכיוון המשפיע על התכונות השונות?
כדי לעשות זאת נייצר מאגר נתונים של תמונות פנים אקראיות בעזרת המערכת לייצור פרצופים. נשתמש במערכת אינטליגנציה מלאכותית אחרת, שבהינתן פרצוף היא יודעת לחזות מאפיינים חיצוניים שונים, כמו גיל, מגדר, משקפיים, זקן, או כל מאפיין אחר שמעניין אותנו.

בגלל החוקיות הסמויה בסידור הפרצופים, אם נסתכל על המיקומים של הנקודות שיוצרים את הפרצופים, ועל המאפיינים של תמונות שנוצרו, כמו מבוגר לעומת צעיר, נוכל למצוא קו ישר שמפריד ביניהם ומחלק את המרחב ל"צד צעיר" ו"צד מבוגר".

לאחר שמצאנו את הישר המפריד נוכל לקחת את הישר המאונך אליו. הזזת הנקודה לאורך הקו האנכי תסיע את הפרצוף בזמן [3]. 

בעזרת האלגוריתם הזה תוכלו לשנות את גילכם לכל גיל שתרצו ולעבוד על הסלקטורים במסיבות וירטואליות. עד שתיגמר הקורונה כנראה כבר תגיעו לגיל המתאים.

הערות:

[1] דקסטר משנה את גילו כדי להתחיל עם הביביסיטר

[2] כתבה במדע גדול בקטנה על GAN

[3] מכונת וקטורים תומכים SVM כתבה של דורון

לקריאה נוספת:

• סרטון שמסביר איך עובד שינוי פרצופים בעזרת GAN

• מערכת GAN ענקית שאומנה על סוגים רבים של יצירות אמנות, ואפשר לבקש ממנה לייצר דיוקנאות ולשנות אותם כרצוננו, כגון עדכון הגיל, אורך השׂער וכולי. ואפשר גם לערבב דיוקן אחד עם דיוקן אחר!

• שינוי גיל בעטיפות אלבומים אייקוניות על ידי דיירים בבית אבות