雷鋒網 AI 科技評論按：第 33 屆人工智能頂級國際會議 AAAI 2018 論文收錄結果目前已公布，其中就收錄了同濟大學「智能大數據可視化實驗室」開發(fā)的繪圖機器人 AI-Sketcher 的相關論文。

AI-Sketcher 是一款能夠根據用戶的簡單輸入而自動生成高質量簡筆畫（草圖）的人工智能繪圖機器人。該技術是對現有相關技術的全方位拓展，極大的改善了現有技術所生成簡筆畫質量不高、無法精確生成多種類簡筆畫等一系列關鍵性問題，從而讓這項技術更加貼近于實際應用。從技術角度而言，AI-Sketcher 是一個基于「變分自動編碼器（VAE）」的深度生成模型，它在傳統(tǒng) VAE 的基礎上引入了新的數據編碼方式，通過采用綜合使用構成草圖的筆畫信息以及筆畫之間的相對位置信息等措施，極大的提高了設計草圖的生成質量。

圖 1：基于不同模型的表情生成。其中，AI-Sketcher 擁有最佳的生成表現。

為了評估 AI-Sketcher 的性能，iDVX 實驗室中設計專業(yè)的同學們，創(chuàng)建了一個包含有 500 余萬張卡通人物表情的 Sketch 數據集 FaceX [1]?；谠摂祿壳?，AI-Sketcher 被訓練用來自動生成卡通人物的 7 種不同表情（如圖 1 所示）。可以看到，相較之已有技術，AI-Sketcher 在學習繪制簡筆畫的過程中可以更好地捕捉到筆畫之間的相對位置關系，從而極大的避免了生成結果的扭曲變形，進一步保證了繪圖質量。圖 2 展示了 AI-Sketcher 以及其他相關模型在多類別物體生成上的結果（該實驗基于 Google QuickDraw 數據集 [2]）。在這方面，AI-Sketcher 也突顯出了其在繪圖質量上的優(yōu)勢。

圖 2：基于 Quick Draw 數據集的多類別草圖生成。AI-Sketcher 依然提供了最佳質量的生成結果。

在圖 3 的例子中，AI-Sketcher 對用戶的輸入進行優(yōu)化，從而彌補用戶手繪作品本身線條不光滑、不連貫、不夠形象生動等缺憾。并通過直接生成較高質量的矢量圖形，避免了圖像低分辨率的問題，為設計師提供了新的高效智能化設計輔助工具。

圖 3：根據用戶輸入自動在線生成擁有更高質量的簡筆畫

圖 3：應用場景

AI-Sketcher 技術有著豐富的應用前景。首先利用該技術可以很快生成大量高質量的矢量圖，為設計師制作海報、廣告、動畫、卡通等過程提供更多更好的素材，以提高設計師的工作效率；其次，該技術可以讓設計師更快更好地表達其設計思維，為繪制故事板，繪制設計草圖等工作提供了極大的便利。同時，該系統(tǒng)還可以用來輔助設計師進行創(chuàng)意性的工作，如根據其輸入生成大量可以用來參考的設計草圖。

via：同濟大學智能大數據可視化實驗室（Intelligent Big Data Visualization Lab，即 iDVX Lab）雷鋒網

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