一文看尽2018全年计算机视觉大突破
来源：人工智能前沿讲习班
2018，仍是AI领域激动人心的一年。
计算机视觉领域同样精彩纷呈，与四年前相比GAN生成的假脸逼真到让人不敢相信；新工具、新框架的出现，也让这个领域的明天特别让人期待……
近日，Analytics Vidhya发布了一份2018人工智能技术总结与2019趋势预测报告，原文作者PRANAV DAR。这份报告总结和梳理了全年主要AI技术领域的重大进展，同时也给出了相关的资源地址，以便大家更好的使用、查询。
重点为大家介绍这份报告中的两个部分：
计算机视觉
工具和库
下面，我们就逐一来盘点和展望，嘿喂狗~
计算机视觉
今年，无论是图像还是视频方向都有大量新研究问世，有三大研究曾在CV圈掀起了集体波澜。
BigGAN
今年9月，当搭载BigGAN的双盲评审中的ICLR 2019论文现身，行家们就沸腾了：简直看不出这是GAN自己生成的。
在计算机图像研究史上，BigGAN的效果比前人进步了一大截。比如在ImageNet上进行128×128分辨率的训练后，它的Inception Score（IS）得分166.3，是之前最佳得分52.52分3倍。
除了搞定128×128小图之外，BigGAN还能直接在256×256、512×512的ImageNet数据上训练，生成更让人信服的样本。
在论文中研究人员揭秘，BigGAN的惊人效果背后，真的付出了金钱的代价，最多要用512个TPU训练，费用可达11万美元，合人民币76万元。
不止是模型参数多，训练规模也是有GAN以来最大的。它的参数是前人的2-4倍，批次大小是前人的8倍。
研究论文：
https://openreview.net/pdf?id=B1xsqj09Fm
Fast.ai 18分钟训练整个ImageNet
在完整的ImageNet上训练一个模型需要多久？各大公司不断下血本刷新着记录。
不过，也有不那么烧计算资源的平民版。
今年8月，在线深度学习课程Fast.ai的创始人Jeremy Howard和自己的学生，用租来的亚马逊AWS的云计算资源，18分钟在ImageNet上将图像分类模型训练到了93%的准确率。
前前后后，Fast.ai团队只用了16个AWS云实例，每个实例搭载8块英伟达V100 GPU，结果比Google用TPU Pod在斯坦福DAWNBench测试上达到的速度还要快40%。
这样拔群的成绩，成本价只需要40美元，Fast.ai在博客中将其称作人人可实现。
Fast.ai博客介绍：
https://www.fast.ai/2018/08/10/fastai-diu-imagenet/
vid2vid技术
今年8月，英伟达和MIT的研究团队高出一个超逼真高清视频生成AI。
只要一幅动态的语义地图，就可获得和真实世界几乎一模一样的视频。换句话说，只要把你心中的场景勾勒出来，无需实拍，电影级的视频就可以自动P出来：
除了街景，人脸也可生成：
这背后的vid2vid技术，是一种在生成对抗性学习框架下的新方法：精心设计的生成器和鉴别器架构，再加上时空对抗目标。
这种方法可以在分割蒙版、素描草图、人体姿势等多种输入格式上，实现高分辨率、逼真、时间相干的视频效果。
好消息，vid2vid现已被英伟达开源。
研究论文：
https://tcwang0509.github.io/vid2vid/paper_vid2vid.pdf
GitHub地址：
https://github.com/NVIDIA/vid2vid
2019趋势展望
Analytics Vidhya预计，明年在计算机视觉领域，对现有方法的改进和增强的研究可能多于创造新方法。
在美国，政府对无人机的限令可能会稍微“松绑”，开放程度可能增加。而今年大火的自监督学习明年可能会应用到更多研究中。
Analytics Vidhya对视觉领域也有一些期待，目前来看，在CVPR和ICML等国际顶会上公布最新研究成果，在工业界的应用情况还不乐观。他希望在2019年，能看到更多的研究在实际场景中落地。
Analytics Vidhya预计，视觉问答（Visual Question Answering，VQA）技术和视觉对话系统可能会在各种实际应用中首次亮相。
工具和框架
哪种工具最好？哪个框架代表了未来？这都是一个个能永远争论下去的话题。
没有异议的是，不管争辩的结果是什么，我们都需要掌握和了解最新的工具，否则就有可能被行业所抛弃。
今年，机器学习领域的工具和框架仍在快速的发展，下面就是这方面的总结和展望。
PyTorch 1.0
根据10月GitHub发布的2018年度报告，PyTorch在增长最快的开源项目排行上，名列第二。也是唯一入围的深度学习框架。
作为谷歌TensorFlow最大的“劲敌”，PyTorch其实是一个新兵，2017年1月19日才正式发布。2018年5月，PyTorch和Caffe2整合，成为新一代PyTorch 1.0，竞争力更进一步。
相较而言，PyTorch速度快而且非常灵活，在GitHub上有越来越多的开码都采用了PyTorch框架。可以预见，明年PyTorch会更加普及。
至于PyTorch和TensorFlow怎么选择？在我们之前发过的一篇报道里，不少大佬站PyTorch。
实际上，两个框架越来越像。前Google Brain深度学习研究员，Denny Britz认为，大多数情况下，选择哪一个深度学习框架，其实影响没那么大。
PyTorch官网：
https://pytorch.org/
AutoML
很多人将AutoML称为深度学习的新方式，认为它改变了整个系统。有了AutoML，我们就不再需要设计复杂的深度学习网络。
今年1月17日，谷歌推出Cloud AutoML服务，把自家的AutoML技术通过云平台对外发布，即便你不懂机器学习，也能训练出一个定制化的机器学习模型。
不过AutoML并不是谷歌的专利。过去几年，很多公司都在涉足这个领域，比方国外有RapidMiner、KNIME、DataRobot和H2O.ai等等。
除了这些公司的产品，还有一个开源库要介绍给大家：
Auto Keras！
这是一个用于执行AutoML任务的开源库，意在让更多人即便没有人工智能的专家背景，也能搞定机器学习这件事。
这个库的作者是美国德州农工大学（Texas A&M University）助理教授胡侠和他的两名博士生：金海峰、Qingquan Song。Auto Keras直击谷歌AutoML的三大缺陷：
第一，还得付钱。
第二，因为在云上，还得配置Docker容器和Kubernetes。
第三，服务商(Google)保证不了你数据安全和隐私。
官网：
https://autokeras.com/
GitHub：
https://github.com/jhfjhfj1/autokeras
TensorFlow.js
今年3月底的TensorFlow开发者会峰会2018上，TensorFlow.js正式发布。
这是一个面向JavaScript开发者的机器学习框架，可以完全在浏览器中定义和训练模型，也能导入离线训练的TensorFlow和Keras模型进行预测，还对WebGL实现无缝支持。
在浏览器中使用TensorFlow.js可以扩展更多的应用场景，包括展开交互式的机器学习、所有数据都保存在客户端的情况等。
实际上，这个新发布的TensorFlow.js，就是基于之前的deeplearn.js，只不过被整合进TensorFlow之中。
谷歌还给了几个TensorFlow.js的应用案例。比如借用你的摄像头，来玩经典游戏：吃豆人（Pac-Man）。
官网：
https://js.tensorflow.org/
2019趋势展望
在工具这个主题中，最受关注的就是AutoML。因为这是一个真正会改变游戏规则的核心技术。在此，引用H2O.ai的大神Marios Michailidis（KazAnova）对明年AutoML领域的展望。
以智能可视化、提供洞见等方式，帮助描述和理解数据
为数据集发现、构建、提取更好的特征
快速构建更强大、更智能的预测模型
通过机器学习可解释性，弥补黑盒建模带来的差距
推动这些模型的产生
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