劉家希　張友強(qiáng)　孫進(jìn)　張登銀

摘要：目的：探索機(jī)器學(xué)習(xí)與人造圖像的藝術(shù)關(guān)聯(lián)性，理解機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在藝術(shù)創(chuàng)作中的應(yīng)用潛力，挖掘現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)藝術(shù)創(chuàng)作的影響力。方法：首先研究人造藝術(shù)圖像生成的背景和相關(guān)概念，其次討論機(jī)器學(xué)習(xí)在藝術(shù)創(chuàng)作中圖像生成和處理、藝術(shù)風(fēng)格轉(zhuǎn)換、創(chuàng)作助手和創(chuàng)新藝術(shù)探索的不同應(yīng)用，最后評(píng)價(jià)機(jī)器學(xué)習(xí)生成的圖像是否具有藝術(shù)性，以及比較傳統(tǒng)風(fēng)格圖像與人造圖像的優(yōu)劣。結(jié)果：機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以有效生成具有藝術(shù)性的圖像，并在藝術(shù)創(chuàng)作中發(fā)揮重要作用；機(jī)器學(xué)習(xí)可以模仿不同的藝術(shù)風(fēng)格，生成符合人類審美的圖像。雖然機(jī)器生成的圖像可能缺乏傳統(tǒng)藝術(shù)創(chuàng)作中的個(gè)人創(chuàng)作意圖和自由表達(dá)，但它們?nèi)匀豢梢哉宫F(xiàn)出令人驚嘆的創(chuàng)意和美感。結(jié)論：機(jī)器學(xué)習(xí)與人造圖像生成的藝術(shù)關(guān)聯(lián)是一個(gè)新興且有趣的研究領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。在未來(lái)的研究中，可以進(jìn)一步探索機(jī)器學(xué)習(xí)與藝術(shù)的關(guān)系，發(fā)展更加先進(jìn)和更具創(chuàng)造性的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，推動(dòng)藝術(shù)創(chuàng)作進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：機(jī)器學(xué)習(xí)；人造圖像；藝術(shù)性；創(chuàng)造力

中圖分類號(hào)：TP751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）24-00-03

0 引言

隨著科技的快速進(jìn)步和信息時(shí)代的到來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)［1-2］和人造圖像生成［3-4］成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)和藝術(shù)領(lǐng)域的熱門議題。傳統(tǒng)的藝術(shù)創(chuàng)作一直是人類藝術(shù)家的專屬領(lǐng)域，依賴人類的智慧和創(chuàng)造力，但如今隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人與機(jī)器之間的界限逐漸模糊。機(jī)器學(xué)習(xí)逐漸展示出在藝術(shù)創(chuàng)作中的巨大潛力，并對(duì)人造圖像生成的藝術(shù)性提出了新的挑戰(zhàn)和思考。

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種基于人工智能的技術(shù)，通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和模型訓(xùn)練，使機(jī)器能夠自主學(xué)習(xí)、判斷和決策。而人造圖像生成則是利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)生成逼真的圖像，從而在藝術(shù)創(chuàng)作中開辟新的創(chuàng)造空間。傳統(tǒng)的圖像生成通常需要借助藝術(shù)家的觀察力和創(chuàng)作力［5-6］，而現(xiàn)在，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以通過(guò)學(xué)習(xí)大量的圖像數(shù)據(jù)并對(duì)現(xiàn)有圖像進(jìn)行分析，自動(dòng)創(chuàng)造出令人驚嘆的藝術(shù)作品［7-9］。然而，機(jī)器學(xué)習(xí)在人造圖像生成中的應(yīng)用也引發(fā)了一系列討論和爭(zhēng)議。一些人認(rèn)為，機(jī)器生成的圖像缺乏情感和內(nèi)涵，無(wú)法與藝術(shù)家的作品相提并論［10］；另一些人則贊賞機(jī)器生成圖像的創(chuàng)造力和美感，并將其視為一種新興的藝術(shù)形式［11］。因此，機(jī)器生成圖像的藝術(shù)性及其與傳統(tǒng)藝術(shù)之間的關(guān)系有待進(jìn)一步研究和探討。

本文旨在從機(jī)器學(xué)習(xí)在人造圖像生成中的應(yīng)用入手，探討其在藝術(shù)創(chuàng)作中應(yīng)用的潛力和可能性。通過(guò)對(duì)相關(guān)案例進(jìn)行分析，探索機(jī)器學(xué)習(xí)與藝術(shù)之間的聯(lián)系，并探討機(jī)器生成圖像的創(chuàng)新性、美學(xué)和藝術(shù)性。同時(shí)，本文對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)在藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域的發(fā)展提出一些新的思考和建議，以推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在藝術(shù)創(chuàng)作中的應(yīng)用。

1 機(jī)器學(xué)習(xí)在人造藝術(shù)圖像生成中的應(yīng)用

機(jī)器學(xué)習(xí)在人造藝術(shù)圖像生成中的應(yīng)用取得了顯著的進(jìn)展和成果。通過(guò)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器可以學(xué)習(xí)并模仿人類藝術(shù)家的風(fēng)格和技巧，創(chuàng)造出令人驚艷和具有藝術(shù)性的圖像。下面介紹機(jī)器學(xué)習(xí)在不同方面的應(yīng)用，包括風(fēng)格遷移、創(chuàng)作協(xié)助和創(chuàng)新藝術(shù)探索。

風(fēng)格遷移［12-13］是機(jī)器學(xué)習(xí)在人造藝術(shù)圖像生成中的一個(gè)重要應(yīng)用。通過(guò)風(fēng)格遷移技術(shù)，機(jī)器可以將一個(gè)圖像的風(fēng)格應(yīng)用于另一個(gè)圖像上，創(chuàng)造出新穎且具有藝術(shù)性的圖像。這種技術(shù)可以通過(guò)分離圖像的內(nèi)容信息與風(fēng)格信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。在訓(xùn)練過(guò)程中，機(jī)器學(xué)習(xí)模型會(huì)學(xué)習(xí)不同藝術(shù)風(fēng)格的特征和模式，然后將這些特征和模式應(yīng)用于目標(biāo)圖像，從而創(chuàng)造出具有相同風(fēng)格的圖像。例如，可以將梵高的筆觸風(fēng)格應(yīng)用于一幅現(xiàn)實(shí)世界的風(fēng)景照片上，生成一幅充滿梵高特色的藝術(shù)作品。風(fēng)格遷移不僅可以模仿已知的藝術(shù)風(fēng)格，還可以探索并創(chuàng)造全新的藝術(shù)風(fēng)格。通過(guò)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器可以學(xué)習(xí)現(xiàn)有藝術(shù)作品的模式和風(fēng)格，生成具有獨(dú)特風(fēng)格的圖像。這為藝術(shù)創(chuàng)作帶來(lái)了新的可能性，藝術(shù)家可以與機(jī)器合作，探索和嘗試新的創(chuàng)作風(fēng)格。

機(jī)器學(xué)習(xí)也可以在藝術(shù)創(chuàng)作中起到輔助作用［14］。通過(guò)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器可以學(xué)習(xí)藝術(shù)作品的模式、風(fēng)格和特征，并根據(jù)這些信息生成新的藝術(shù)圖像。藝術(shù)家可以使用這些生成的圖像作為靈感和參考，幫助他們創(chuàng)作出更具創(chuàng)意和獨(dú)特性的藝術(shù)作品。例如，藝術(shù)家可以輸入一幅草圖或簡(jiǎn)單的線條，然后機(jī)器學(xué)習(xí)模型會(huì)根據(jù)已有的藝術(shù)作品生成相似的圖像，提供給藝術(shù)家，用于進(jìn)一步創(chuàng)作。創(chuàng)作協(xié)助不局限于圖像生成，還可以應(yīng)用于音樂、文學(xué)和其他形式的藝術(shù)創(chuàng)作。通過(guò)學(xué)習(xí)和分析已有作品，機(jī)器可以生成類似的作品，為藝術(shù)家提供靈感。

機(jī)器學(xué)習(xí)在人造藝術(shù)圖像生成中的另一個(gè)重要應(yīng)用是創(chuàng)新藝術(shù)探索［15-19］。通過(guò)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器可以生成具有獨(dú)特風(fēng)格的藝術(shù)作品，這些作品可能超越了傳統(tǒng)人類藝術(shù)家的創(chuàng)作范圍。這種技術(shù)可以為藝術(shù)創(chuàng)作帶來(lái)新的可能性，推動(dòng)藝術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。通過(guò)與機(jī)器合作，藝術(shù)家可以探索新的藝術(shù)風(fēng)格、技巧和表現(xiàn)方式。機(jī)器可以提供與傳統(tǒng)藝術(shù)不同的視角和創(chuàng)作方式，為藝術(shù)家?guī)?lái)新的靈感和創(chuàng)作動(dòng)力。同時(shí)，通過(guò)與機(jī)器的交互和探索，藝術(shù)家可以更加深入地了解自己的創(chuàng)作風(fēng)格和思維方式，從而進(jìn)一步提升自己的藝術(shù)創(chuàng)作水平。

綜上，機(jī)器學(xué)習(xí)在人造藝術(shù)圖像生成中的應(yīng)用帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過(guò)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器可以模仿和創(chuàng)造藝術(shù)作品，擴(kuò)大藝術(shù)創(chuàng)作的邊界。這能為藝術(shù)家提供新的工具和資源，推動(dòng)藝術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。

2 人造圖像的藝術(shù)性

人造圖像的藝術(shù)性是對(duì)機(jī)器生成圖像的美學(xué)和創(chuàng)造力進(jìn)行評(píng)價(jià)和探討。雖然機(jī)器生成的圖像是通過(guò)算法和模型生成的，但它們也可以表現(xiàn)出令人驚嘆的創(chuàng)意和美感。在這一領(lǐng)域，人們對(duì)機(jī)器生成的圖像能否被視為真正的藝術(shù)作品展開了廣泛的討論。

首先，對(duì)藝術(shù)的定義本身就是一個(gè)復(fù)雜且主觀的問(wèn)題。藝術(shù)是一種表達(dá)和情感傳遞的方式，關(guān)于藝術(shù)是否唯有人類才能創(chuàng)作的觀點(diǎn)存在爭(zhēng)議。一些人認(rèn)為藝術(shù)是人類獨(dú)有的能力，機(jī)器生成的圖像缺乏情感和靈魂，因此無(wú)法被視為真正的藝術(shù)作品；另一些人則認(rèn)為藝術(shù)是一種創(chuàng)造和表達(dá)的過(guò)程，無(wú)論是人類還是機(jī)器，只要能夠激發(fā)人們的情感和思考，就可以被視為藝術(shù)。

其次，機(jī)器生成的圖像可能缺乏傳統(tǒng)藝術(shù)創(chuàng)作中的個(gè)人創(chuàng)作意圖和藝術(shù)家的自由表達(dá)。傳統(tǒng)的藝術(shù)創(chuàng)作通常是基于藝術(shù)家的觀察和個(gè)人想法的結(jié)果。然而，機(jī)器學(xué)習(xí)是通過(guò)學(xué)習(xí)大量的數(shù)據(jù)和模式來(lái)生成圖像，其結(jié)果可能更多受限于訓(xùn)練數(shù)據(jù)和算法模型。盡管如此，機(jī)器生成的圖像仍然可以展現(xiàn)出新穎和獨(dú)特的藝術(shù)風(fēng)格。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以從大量藝術(shù)品中學(xué)習(xí)并生成類似的風(fēng)格，這使機(jī)器生成的圖像具有與傳統(tǒng)藝術(shù)作品不同的魅力。此外，機(jī)器生成的圖像還可以探索和創(chuàng)造新的藝術(shù)形式，通過(guò)算法和計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)意和效果。

人造圖像的藝術(shù)性也涉及藝術(shù)家在整個(gè)創(chuàng)作過(guò)程中的角色和參與程度。一些機(jī)器生成的圖像是由藝術(shù)家使用算法和模型作為工具來(lái)生成的，藝術(shù)家在設(shè)計(jì)和調(diào)整算法參數(shù)的過(guò)程中發(fā)揮著重要的創(chuàng)作決策作用。在這種情況下，機(jī)器生成的圖像可以被視為藝術(shù)家與機(jī)器合作的結(jié)果，藝術(shù)家可以通過(guò)算法和模型來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)作愿景。

總體來(lái)說(shuō)，人造圖像是否具有藝術(shù)性是一個(gè)復(fù)雜且有爭(zhēng)議的問(wèn)題。雖然機(jī)器生成的圖像可能缺乏傳統(tǒng)藝術(shù)創(chuàng)作中的個(gè)人創(chuàng)作意圖和自由表達(dá)，但它們?nèi)匀豢梢哉宫F(xiàn)出令人驚嘆的創(chuàng)意和美感。在機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算能力的發(fā)展下，人造圖像的藝術(shù)性將繼續(xù)被探索和挑戰(zhàn)，從而為人們帶來(lái)新的藝術(shù)體驗(yàn)。

3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的人造圖像生成的未來(lái)

機(jī)器學(xué)習(xí)的原理是通過(guò)大量的數(shù)據(jù)樣本來(lái)訓(xùn)練模型，使其能夠自動(dòng)識(shí)別和學(xué)習(xí)特定的模式和規(guī)律。在圖像生成領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以分析大量的圖像數(shù)據(jù)，并學(xué)習(xí)圖像的特征和結(jié)構(gòu)。通過(guò)這些特征和結(jié)構(gòu)，算法可以生成新的圖像，甚至可以根據(jù)特定的要求調(diào)整細(xì)節(jié)，使生成的圖像看起來(lái)更加真實(shí)和具有藝術(shù)性。

人造圖像生成的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。在藝術(shù)創(chuàng)作方面，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以生成各種類型的繪畫作品，如油畫、水彩畫、素描等。這些生成的圖像可以模仿大師的風(fēng)格，也可以創(chuàng)造出全新的藝術(shù)風(fēng)格。而在電影、游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以生成逼真的人物角色、場(chǎng)景和特效，增強(qiáng)影視作品和游戲的可視化效果。此外，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的人造圖像生成技術(shù)還可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像處理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，為各行各業(yè)提供更加便捷和高效的解決方案。

不過(guò)，目前基于機(jī)器學(xué)習(xí)的人造圖像生成技術(shù)還面臨一些挑戰(zhàn)。首先，生成的圖像要具有高度的真實(shí)感和藝術(shù)性，這就對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練和優(yōu)化提出了較高要求。其次，由于圖像生成是一個(gè)高維度的問(wèn)題，需要處理大量的參數(shù)和變量，所以要運(yùn)用更加復(fù)雜和高效的算法來(lái)計(jì)算。最后，由于圖像生成涉及版權(quán)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)等法律問(wèn)題，所以需要對(duì)生成的圖像進(jìn)行相應(yīng)的法律規(guī)范和管理。

雖然存在一些挑戰(zhàn)，但隨著科技的不斷進(jìn)步和算法的不斷優(yōu)化，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的人造圖像生成技術(shù)有望在未來(lái)獲得更加廣泛的應(yīng)用。隨著算法的發(fā)展和硬件的優(yōu)化，機(jī)器學(xué)習(xí)算法在藝術(shù)創(chuàng)作、影視制作、游戲設(shè)計(jì)等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更加重要的作用，創(chuàng)造出更加精彩和出色的作品。同時(shí)，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及，須解決相關(guān)的法律和倫理問(wèn)題，確保這些技術(shù)得到合理應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)在人造藝術(shù)圖像生成中的應(yīng)用和人造圖像的藝術(shù)性進(jìn)行探討，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在人造圖像生成領(lǐng)域具有巨大的潛力。雖然人工創(chuàng)造與機(jī)器生成之間存在不同，但機(jī)器生成的圖像仍具有創(chuàng)意和美感，可以視為一種新型藝術(shù)形式。未來(lái)可以期待機(jī)器學(xué)習(xí)在藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為藝術(shù)家提供全新的創(chuàng)作工具和思維方式。

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作者簡(jiǎn)介：劉家希（1988—），男，黑龍江哈爾濱人，博士，講師，系本文通訊作者，研究方向：機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、故障診斷。

張友強(qiáng)（1990—），男，陜西安康人，博士，講師，研究方

向：人工智能、圖像處理。

孫進(jìn)（1988—），男，江蘇泰州人，博士，副教授，研究方

向：人工智能、圖像識(shí)別。

張登銀（1964—），男，江蘇泰州人，博士，教授，研究方

向：人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像處理。

基金項(xiàng)目：本論文為2020年度南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于機(jī)器學(xué)習(xí)的圖像處理在實(shí)踐教學(xué)中的探究與實(shí)踐”研究成果，項(xiàng)目編號(hào)：JG01620-JX21