Generative Adversarial Networks (GANs) is a novel class of deep generative models which has recently gained significant attention. GANs learns complex and high-dimensional distributions implicitly over images, audio, and data. However, there exists major challenges in training of GANs, i.e., mode collapse, non-convergence and instability, due to inappropriate design of network architecture, use of objective function and selection of optimization algorithm. Recently, to address these challenges, several solutions for better design and optimization of GANs have been investigated based on techniques of re-engineered network architectures, new objective functions and alternative optimization algorithms. To the best of our knowledge, there is no existing survey that has particularly focused on broad and systematic developments of these solutions. In this study, we perform a comprehensive survey of the advancements in GANs design and optimization solutions proposed to handle GANs challenges. We first identify key research issues within each design and optimization technique and then propose a new taxonomy to structure solutions by key research issues. In accordance with the taxonomy, we provide a detailed discussion on different GANs variants proposed within each solution and their relationships. Finally, based on the insights gained, we present the promising research directions in this rapidly growing field.


翻译:生成对抗网络(GANs)是一种新颖的深度生成模型类别,最近受到了极大的关注。GANs通过图像,音频和数据隐式地学习复杂的和高维的分布。然而,由于网络架构设计不当,使用目标函数和优化算法的选择等原因,在GANs的训练中存在一些主要的挑战,例如模式崩溃,不收敛和不稳定性。最近,针对这些挑战,提出了很多解决GANs更好的设计和优化的解决方案,包括基于网络架构,新的目标函数和另类优化算法的改进技术。在我们所知道的情况下,尚未有特别聚焦于这些解决方案广泛发展的现有调查。在本研究中,我们进行了一项全面的调查,涵盖处理GANs挑战的GANs设计和优化解决方案的进展。我们首先确定每种设计和优化技术中的关键研究问题,然后提出一种新的分类法来通过关键研究问题构建解决方案。根据分类法,我们对每个解决方案中提出的不同GANs变体及其关系进行了详细讨论。最后,根据获得的见解,我们提出了这个快速增长的领域中有前途的研究方向。

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