AIが描く絵
芋分けられる?

画像生成AIはノむズから絵を描く

蚀葉を入力するず粟巧な画像を䜜る「画像生成AI人工知胜」が泚目を集めおいたす。英スタヌトアップが開発した「Stable Diffusionステヌブル・ディフュヌゞョン」など粟巧なAIが盞次ぎ無料公開され、日本語版も登堎したした。AIはどんな仕組みで画像を生み出すのでしょうか。AIが描いた絵ず人間が描いた絵や写真を比べながら、クむズずビゞュアルで解説したす。

日経電子版の「Data Finder」のコヌナヌでも、デヌタ分析をもずに画像生成AIの最新トレンドを远った蚘事「絵を描くAI 発信地は日本」を公開しおいたす。

TOPIC1

いく぀分かる
AIず人間の絵をクむズで比范

人間が描いた絵ずAIの描いた絵を芋分けるこずはできるのでしょうか。同じモチヌフの画像2枚から、AIの絵を芋分けるクむズに挑戊しおみたしょう。各問の解説ではAI画像の特城も玹介したす。

クむズで登堎した「AIの絵」は画像生成AI「Stable Diffusion」を䜿っお生成したした。1぀のモデルで浮䞖絵やむラスト、写真など様々な絵柄を䜜れるのがAIの匷みです。

人間の絵ず芋分けが぀かない粟巧な画像がある䞀方、垞識倖れの画像を出力するこずもありたす。AIは人間瀟䌚が䜜り出した膚倧な絵や写真から画像の特城を孊習したすが、瀟䌚の垞識を孊んでいるわけではないからです。

TOPIC2

AIが絵を描く仕組み
「生成」ず「孊習」の過皋をビゞュアル解説

AIはどうやっお絵を描いおいるのでしょうか。画像生成ず孊習の仕組みを知れば、AIず人間がうたく付き合うヒントが芋぀かるかもしれたせん。AI開発のrinna瀟りんな、東京・枋谷の応甚科孊者、シヌン誠さんの監修で、蚀葉から画像を䜜り出す技術を画像生成AI「Stable Diffusion」の論文をもずに図解したす。

AIは画像の「切り貌り」を
しおいるわけではない

AIは膚倧な量の画像から孊習する。蚀葉を入力しおAIに画像を生成させる。

誀解されがちですが、画像生成AIは既存の絵などを組み合わせお画像を加工しおいるわけではありたせん。AIは膚倧な量の画像をもずに絵の描き方を孊習し、蚀葉や画像の凊理技術を䜿っお画像を新たに生成したす。

ノむズが消えおいく

生成過皋のgif動画

画像を生成する
3぀のステップ

1:蚀葉をAIが解釈しやすい抂念に倉換。2:ノむズを少しず぀消しお画像を䜜る。3:玠早く蚈算できるように圧瞮しおいた画像を戻す。

AIが画像を生成するステップは倧きく3぀に分かれおいたす。1぀めは「テキスト倉換」。入力した蚀葉をAIが解釈しやすい抂念に倉えたす。2぀めは「画像デヌタの生成」。完党に特城のないノむズだけの画像からノむズを少しず぀取り陀きながら、テキストに関連した画像に近づけおいきたす。3぀めは「埩号」。コンピュヌタヌが短時間で蚈算できるように圧瞮しおいた画像デヌタを人間の目で芋やすいかたちに戻し、画像を出力したす。

1:入力した蚀葉を倉換する

AIが解釈しやすい抂念に倉換する

画像生成AIの最倧の魅力のひず぀は奜きな蚀葉を入力しお画像を䜜れるこずです。入力する蚀葉は「プロンプト」「呪文」ず呌ばれおいたす。画像生成の1぀めのステップでは、人間が入力した呪文を「ベクトル」ず呌ばれるAIが解釈しやすい数倀化された抂念に倉換したす。䟋えば「猫」のベクトルを甚いるず、AIが猫の画像の特城を玠早く芋぀けるこずができるようになりたす。

2:ノむズを取り陀く

入力→出力を繰り返す。

2぀めのステップでは画像のデヌタを䜜成したす。人間が真っ癜なキャンバスに絵を描くのに察し、AIはランダムなデヌタを詰め蟌んだ玔粋なノむズ画像から絵を描きたす。画像から少しず぀ノむズを取り陀く䜜業を䜕床も繰り返し、1぀めのステップで倉換した蚀葉に埓った画像を完成させたす。

ノむズを消しお
キヌワヌドに近づける

ノむズを消しおキヌワヌドに近づける図

ノむズを取り陀く過皋では画像をキヌワヌドに近づける凊理をしおいたす。AI内郚の広倧な蚀葉の地図䞊で、1぀めのステップで䜜られた蚀葉の抂念を目的地ずしお蚭定したす。どうやっおノむズを消せば蚀葉の抂念により近い画像ができるかを掚定しながら、画像を少しず぀目的地に近づけおいきたす。

3:人間が芋やすい画像に埩号

朜圚空間のデヌタから目で芋える画像に倉換

3぀めのステップでは、1぀めず2぀めのステップで䜜った画像デヌタを人間の目で芋やすい画像に埩号しお出力したす。ビゞュアル解説では人間の目に芋やすい画像を䜿っお説明したしたが、実際にAIが凊理するのは「朜圚空間」ず呌ばれる機械の認識できる空間で小さく圧瞮した画像です。小さい画像を䜿うこずでいわば「時短」で絵を描くこずが可胜になり、高性胜なコンピュヌタヌなら蚀葉を入力しおからわずか数秒で画像を䜜れるのです。最埌に圧瞮したデヌタを色や幅、高さからなる画像に戻し、完成品ができあがりたす。

AIは「逆方向」に孊習する

ノむズの消し方を孊習

AIが画像生成のために消すべきノむズを刀断できるのは、ノむズのある絵ずない絵の違いを孊習しおいるからです。孊習の過皋ではたず、生成の過皋ずは「逆方向」にきれいな絵や写真に様々なノむズを人工的に加えたす。

次に、ノむズを加えた画像からノむズを加える前の画像を生成できるように蚓緎したす。膚倧な量の画像をもずに蚓緎を繰り返し、玔粋なノむズ画像からもきれいな画像を䜜れるようになるのです。

こうしたAIの仕組みを「拡散Diffusionモデル」ず呌びたす。「Stable Diffusion」は孊習枈みのモデルずしお公開されおいたすが、ほかの人が远加孊習させた掟生モデルなども登堎しおいたす。

孊習のカギは「量」ず「質」

量。米メトロポリタン矎術通の所蔵品は200䞇点あたり、Stable Diffusionが孊習した画像の量は玄23億枚。

AIが粟巧な画像を生成するには、量ず質を兌ね備えた孊習デヌタが欠かせたせん。䟋えば「Stable Diffusion」はむンタヌネット䞊で収集した画像ず説明テキストを倧量に収容した倧芏暡なデヌタセットから玄23億枚の画像を孊習しおいたす。䞖界最倧玚の矎術通である米メトロポリタン矎術通の収蔵品は200䞇点あたり。AIはその1000倍以䞊のデヌタから画像の特城を孊んでいるのです。

質。画像ず説明テキストが䞀臎、画質の良さ、デヌタの倚様性が必芁

人間が良質な絵画に觊れお審矎県を逊うように、AIも質の高いデヌタによる蚓緎が必芁です。孊習に䜿う画像ず説明テキストの敎合性が取れおいなかったり、画質が粗かったり、内容が偏っおいたりするず正しい予枬はできたせん。

TOPIC3

奜みの画像を䜜っおみよう
AIを擬䌌䜓隓

「パリ」「京郜」「倕方」「浮䞖絵」など10個のキヌワヌドから奜きな蚀葉を遞んで、画像を䜜っおみたしょう。キヌワヌドはいく぀遞択しおも構いたせん。

実際のAIでは自由に蚀葉を入力できたすが、ここではあらかじめ甚意した蚀葉から1023通りの画像を準備したした。

画像の䞋のキヌワヌドを遞択

2022幎8月に画像生成AI「Stable Diffusion」が誰でも無償で利甚できるオヌプン゜ヌスで公開され、画像生成AIの技術革新は驚くほどの速さで進むようになりたした。画像生成AIは孊習デヌタや仕組みによっお独特の癖がありたす。人類が築き䞊げおきた絵画史がすべお詰め蟌たれたかのような粟巧な絵に息をのむ䞀方で、ちょっず垞識倖れな画像が生成されお思わず笑っおしたうこずもあるかもしれたせん。

AIが「絵を描く」ずいう人間の根源的な創䜜掻動に螏み蟌んできたこずに䞍安を感じる人もいるでしょう。ただ、技術革新が人間の創造の䞖界を広げた䟋はたくさんありたす。19䞖玀に誕生した写真の技術は印象掟の絵画が生たれる倧きなきっかけになりたした。チェスや将棋の䞖界ではAIを䜿った研究で新しいスタむルに挑む藀井聡倪五冠のようなハむブリッド型のプレヌダヌが掻躍しおいたす。

いた私たちに求められるのは、AIの仕組みを正しく理解したうえで、人間ずAIが共存する青写真を描いおいくこずでしょう。

デヌタから最新トレンドを探るコヌナヌ「Data Finder」でも画像生成AIをめぐる䞖の䞭の動きに぀いお解説したす。

Data Finder「絵を描くAI 発信地は日本」のペヌゞはこちら 絵を描くAI
発信地は日本
2022.12.4

関連蚘事

AIが生成した画像の著䜜暩や「Stable Diffusion」に぀いおは、こちらの蚘事をご参照䞋さい。

▶ AIが描くアヌト、著䜜暩は 生成ツヌル身近に

▶ 画像生成AI「Stable Diffusion」䞖界に衝撃 CEOに聞く

泚釈

クむズ、ビゞュアル解説、画像生成䜓隓で「AIが生成した画像」ずしお掲茉した絵は日本経枈新聞瀟の研究開発組織、日経むノベヌション・ラボの協力のもず、画像生成AI「Stable Diffusion」で生成したした。䜿甚したのはバヌゞョン1.4ず2.0の孊習枈みモデルで、远加孊習はしおいたせん。実際の呪文は英語ですが、蚘事䞭では日本語蚳で玹介しおいたす。

画像生成䜓隓で䜿った10個のキヌワヌドはゞョヌゞア工科倧孊の研究チヌムがたずめた玄1400䞇件の呪文ず画像のデヌタベヌスのテキスト分析を行い、䜿甚頻床の高い単語を参考に抜出したした。実際のプロンプトは英語ですが、蚘事䞭では日本語蚳で玹介しおいたす。

画像生成に䜿った䞻なプログラムはGitHub䞊でご芧いただけたす。奜きな呪文を入力すれば、本蚘事のようなAI画像を生成したり、生成過皋のアニメヌションを䜜成したりできたす。

ビゞュアル解説は「Stable Diffusion」の仕組みに぀いお曞かれた独ミュンヘン倧孊の研究者らの論文をもずに、rinna瀟の監修で䜜成したした。