DCGAN的损失函数与WGAN-GP的损失函数公式

DCGAN（Deep Convolutional Generative Adversarial Network）和WGAN-GP（Wasserstein GAN with Gradient Penalty）是两种常用的生成对抗网络模型。它们的损失函数公式如下：

DCGAN的损失函数公式：
DCGAN使用了两个网络：生成器（Generator）和判别器（Discriminator）。生成器的目标是生成逼真的样本，而判别器的目标是区分真实样本和生成样本。DCGAN的损失函数包括两部分：生成器损失和判别器损失。

1. 生成器损失：
生成器损失使用了交叉熵损失函数，表示生成样本被判别为真实样本的概率的负对数：
L_G = -log(D(G(z)))

其中，G(z)表示生成器生成的样本，D表示判别器，z表示生成器的输入噪声。

2. 判别器损失：
判别器损失也使用了交叉熵损失函数，表示真实样本被判别为真实样本的概率和生成样本被判别为生成样本的概率的负对数之和：
L_D = -log(D(x)) - log(1 - D(G(z)))

其中，x表示真实样本。

WGAN-GP的损失函数公式：
WGAN-GP是对Wasserstein GAN进行改进的模型，引入了梯度惩罚（Gradient Penalty）来解决原始WGAN的训练不稳定问题。WGAN-GP的损失函数包括三部分：生成器损失、判别器损失和梯度惩罚项。

1. 生成器损失：
生成器损失与DCGAN相同，使用了交叉熵损失函数：
L_G = -log(D(G(z)))

2. 判别器损失：
判别器损失也与DCGAN相同，使用了交叉熵损失函数：
L_D = -log(D(x)) - log(1 - D(G(z)))

3. 梯度惩罚项：
梯度惩罚项是WGAN-GP的关键改进，用于约束判别器的梯度。它通过计算真实样本和生成样本之间的差异，并对差异进行惩罚。梯度惩罚项的计算公式如下：
L_GP = λ * ∥∇D(εx + (1-ε)G(z))∥₂ - 1∥²

其中，ε是从[0, 1]均匀采样的随机数，λ是梯度惩罚系数。