1.功能描述：

百度推出的人像动漫化产品，运用对抗生成网络技术，结合人脸检测、头发分割、人像分割等技术，为用户量身定制千人千面的二次元动漫形象，并支持通过参数设置，生成戴口罩的二次元动漫人像。

2.原理说明：
2.1 什么是生成式对抗网络
生成式对抗网络（GAN, Generative Adversarial Networks ）是一种深度学习模型，是近年来复杂分布上无监督学习最具前景的方法之一。模型通过框架中（至少）两个模块：生成模型（Generative Model）和判别模型（Discriminative Model）的互相博弈学习产生相当好的输出。原始 GAN 理论中，并不要求 G 和 D 都是神经网络，只需要是能拟合相应生成和判别的函数即可。但实用中一般均使用深度神经网络作为 G 和 D 。一个优秀的GAN应用需要有良好的训练方法，否则可能由于神经网络模型的自由性而导致输出不理想。

Ian J. Goodfellow等人于2014年10月在Generative Adversarial Networks中提出了一个通过对抗过程估计生成模型的新框架。框架中同时训练两个模型：捕获数据分布的生成模型G，和估计样本来自训练数据的概率的判别模型D。G的训练程序是将D错误的概率最大化。这个框架对应一个最大值集下限的双方对抗游戏。可以证明在任意函数G和D的空间中，存在唯一的解决方案，使得G重现训练数据分布，而D=0.5。在G和D由多层感知器定义的情况下，整个系统可以用反向传播进行训练。在训练或生成样本期间，不需要任何马尔科夫链或展开的近似推理网络。实验通过对生成的样品的定性和定量评估证明了本框架的潜力

2.2 如何利用GAN生成图片
机器学习的模型可大体分为两类，生成模型（Generative Model）和判别模型（Discriminative Model）。判别模型需要输入变量 ，通过某种模型来预测 。生成模型是给定某种隐含信息，来随机产生观测数据。举个简单的例子，
判别模型：给定一张图，判断这张图里的动物是猫还是狗
生成模型：给一系列猫的图片，生成一张新的猫咪（不在数据集里）
对于判别模型，损失函数是容易定义的，因为输出的目标相对简单。但对于生成模型，损失函数的定义就不是那么容易。我们对于生成结果的期望，往往是一个暧昧不清，难以数学公理化定义的范式。所以不妨把生成模型的回馈部分，交给判别模型处理。这就是Goodfellow他将机器学习中的两大类模型，Generative和Discrimitive给紧密地联合在了一起 。
GAN的基本原理其实非常简单，这里以生成图片为例进行说明。假设我们有两个网络，G（Generator）和D（Discriminator）。正如它的名字所暗示的那样，它们的功能分别是：
G是一个生成图片的网络，它接收一个随机的噪声z，通过这个噪声生成图片，记做G(z)。
D是一个判别网络，判别一张图片是不是“真实的”。它的输入参数是x，x代表一张图片，输出D（x）代表x为真实图片的概率，如果为1，就代表100%是真实的图片，而输出为0，就代表不可能是真实的图片。
在训练过程中，生成网络G的目标就是尽量生成真实的图片去欺骗判别网络D。而D的目标就是尽量把G生成的图片和真实的图片分别开来。这样，G和D构成了一个动态的“博弈过程”。
最后博弈的结果是什么？在最理想的状态下，G可以生成足以“以假乱真”的图片G(z)。对于D来说，它难以判定G生成的图片究竟是不是真实的，因此D(G(z)) = 0.5。
这样我们的目的就达成了：我们得到了一个生成式的模型G，它可以用来生成图片。

3.调用攻略（Python3）及评测

3.1 系统接入
具体接入方式比较简单，可以参考我的另一个帖子，这里就不重复了：
http://ai.baidu.com/forum/topic/show/943327

3.2 认证授权：

在开始调用任何API之前需要先进行认证授权，具体的说明请参考：

http://ai.baidu.com/docs#/Auth/top

具体Python3代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
#!/usr/bin/env python

import urllib
import base64
import json
#client_id 为官网获取的AK， client_secret 为官网获取的SK
client_id =【百度云应用的AK】
client_secret =【百度云应用的SK】

#获取token
def get_token():
    host = 'https://aip.baidubce.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials&client_id=' + client_id + '&client_secret=' + client_secret
    request = urllib.request.Request(host)
    request.add_header('Content-Type', 'application/json; charset=UTF-8')
    response = urllib.request.urlopen(request)
    token_content = response.read()
    #print (token_content)
    if token_content:
        token_info = json.loads(token_content)
        token_key = token_info['access_token']
    return token_key

3.3人像动漫化分析接口调用：

详细说明请参考： https://ai.baidu.com/ai-doc/IMAGEPROCESS/Mk4i6olx5

说明的比较清晰，这里就不重复了。

大家需要注意的是：
API访问URL：https://aip.baidubce.com/rest/2.0/image-process/v1/selfie_anime
输入图像： 需要处理的图片base64编码后大小不超过4M，最短边至少64px，最长边最大4096px，长宽比3：1以内。注意：图片的base64编码是不包含图片头的，如（data:image/jpg;base64,）
支持的风格：cartoon：卡通画风格 pencil：素描风格

返回示例：
{
"log_id":739539874,
"image":base64str
}

Python3调用代码如下：

def selfie_anime(filename,resultfilename,option):
    request_url = "https://aip.baidubce.com/rest/2.0/image-process/v1/selfie_anime"
    
    # 二进制方式打开图片文件
    f = open(filename, 'rb')
    img = base64.b64encode(f.read())
    
    params = dict()
    params['image'] = img
    params['type'] = option
    if option=='anime_mask':
        params['mask_id']=1
    params = urllib.parse.urlencode(params).encode("utf-8")
    
    access_token = get_token()
    
    begin = time.perf_counter()
    request_url = request_url + "?access_token=" + access_token
    request = urllib.request.Request(url=request_url, data=params)
    request.add_header('Content-Type', 'application/x-www-form-urlencoded')
    response = urllib.request.urlopen(request)
    content = response.read()
    end = time.perf_counter()

    print('处理时长:'+'%.2f'%(end-begin)+'秒')
    
    if content:
        content=content.decode('utf-8')
        data = json.loads(content)
        img_str=data['image']
        save_base_image(img_str,resultfilename)

4.功能评测：
选用不同的数据对效果进行测试，具体效果如下（以下例子均来自网上）：

原图1

动画效果：

动画+口罩：

男士效果：

5.测试结论和建议

测试下来，整体识别效果不错，效果很有意思，可以使用在很多有意思的场景。例如可用于开展趣味h5活动或者集成到相册、美图应用等，用户只需上传人脸图片，即可立刻获得千人千面的动漫人像