AI漫画纪元之崛起

本文分为三个部分：市场崛起篇、技术崛起篇和百家争鸣篇。

市场崛起篇

    2020年6月，字节跳动旗下“抖音”开启人像二次元漫画特效模式，一夜之间，亿万曝光，无限市场，风靡一时。

关于漫画特效算法的研究由来已久，然而，早在2020年之前，漫画特效多为传统算法制作的滤镜特效，使用了一些保边滤波+边缘检测之类的算法，效果与真实的漫画天差地别，而抖音漫画第一次基于GAN网络将肖像转换为真实动漫特效，让用户看到了漫画中的自己，可谓开启了漫画特效的新纪元。自此，2020年称之为AI漫画元年。

    随之而来的是漫画市场的引爆、用户需求的几何倍数增长以及各大厂商的觊觎，表面看似平静的碧波万顷，却又是暗流涌动，竞争大战一触即发。

    7月，腾讯微视上线实时人像漫画特效；

9月，快手app上线实时人像手绘漫画特效，同时，图片版手绘特效登陆一甜相机app端；

        10月，腾讯天天P图/QQ/微视同步上线迪士尼漫画特效；

        这些是看得到的市场竞争，实际上，百度、阿里、拼多多等也是纷纷自研漫画特效，或提供API服务，或端侧处理满足移动端产品需求，目的都是分享漫画市场这块大蛋糕。

        2021年，Bigo呈现端侧实时漫画特效处理；

    国内市场一片血海，本人根据各大厂商漫画效果实测的质量和主流受欢迎度进行了汇总，如下图所示，蓝色表示漫画市场容量，从上到下，从左到右依次排开。当然，各类app只是部分举例，并非全部。面对漫画巨大的市场容量，估计会有越来越多的公司参与到这场竞争中来。

     国内如此，国外战场亦是硝烟四起。

    SnapChat上线实时迪士尼漫画特效；

    AIportraits上线各类人像漫画特效，大有海纳百川之势，旗下PhotoLab/ToonMe App更是漫画独享；

    Facee/Flippaclip/Volia AI Artist Cartoon等等各类漫画相关应用如雨后春笋般涌现并迅速崛起，一年时间，硝烟弥漫、狼烟四起!

    AI漫画纪元2年，公元2021年，可谓群雄并起，算法争霸，AI漫画，逐鹿天下。

技术崛起篇

    科技是第一生产力，在这明争暗斗的背后，是无数研究学者对深度学习GAN网络漫画算法的研究与相关论文的不断涌现，以及各大厂商的人力物力财力投入下的算法创新、优化和产品应用。字节、快手、腾讯、国外的SnapChat分别构建了自己的深度学习推理引擎以及端侧GAN网络部署框架，率先将漫画特效从服务端图片处理转向移动端实时处理。本人将从技术角度来简单分析目前的漫画特效现状。

    目前的漫画特效分为两类：图片处理模式和实时处理(或视频处理)模式；

    图片处理模式

    ①对一张用户图进行漫画特效处理，输出漫画结果图，目前多基于服务端处理。该模式允许使用大模型或者复杂算法，表现为漫画效果好，耗时较长；

    ②漫画算法可以使用CycleGAN/Pix2PixGAN/CartoonGan等；

    一般流程：由于漫画数据参差不齐，而且没有成对数据，人工标注成对数据成本过高，因此，使用CycleGAN或改进的CycleGan等从海量漫画数据中生成“漫画-用户”成对数据，然后，对成对数据进行筛选和预处理得到优质成对数据集，使用Pix2Pix/Pix2PixHD等网络训练和推理；

    大概流程图如下：

    上述流程中，数据生成模块实际上就是用来产生成对数据的，如果有人工标注或者设计师绘制的成对数据集，那此模块完全不需要。

    相关的github资源链接：

    https://junyanz.github.io/CycleGAN/

    https://github.com/minivision-ai/photo2cartoon

    https://github.com/znxlwm/pytorch-CartoonGAN

    实时处理/视频处理模式

    由于实时性的要求，这种模式一般使用优化的小模型，优化方法如模型剪枝、蒸馏、量化等。

    关于GAN的蒸馏，可以参考：

    https://github.com/mit-han-lab/gan-compression

    实时处理为了追求速度，目前主流方案做了以下改进：

    ①在图片处理的基础上，对Pix2Pix等推理模型网络进行了优化，使其达到移动端轻量化的要求，即小模型，目前，速度优化的最好的是腾讯，在中低端手机如Oppo r9都可以流畅处理；

    ②采用分区域处理的策略，仅仅使用小模型将人脸区域转换为漫画效果，其他区域使用传统滤镜方法来模拟漫画风格，具体流程如下：

    上述两种模式，都依赖于成对数据生成，即上下文所述数据生成模块。

    数据生成模块

    对于上述图片模式和视频实时处理模式，都依赖于成对的数据集，或许你会质疑：CycleGAN之类的网络不是已经不需要成对数据了么？这里为什么还要花大力气制作成对数据？实际上，CycleGAN目前就能力而言，还无法生成1024×1024这种高清图像，同时，CycleGAN生成的图像还具有一些伪影等问题，再加上模型大小较大，不利于移动端轻量化，因此，大家更倾向于Pix2Pix。

    对于成对数据生成问题，目前已知的解决方案有两种：

    1，UI2I

    论文：Unsupervised Image-to-Image Translation via Pre-trained StyleGAN2 Network

    github链接：https://github.com/universewill/UI2I_via_StyleGAN2

    论文思想：

    由于StyleGAN在生成图像方面取得了巨大成功，StyleGAN2更是近乎完美的生成高清人像照片，因此，该论文都借鉴了StyleGAN的思想，如上图所示，以StyleGAN2的ffhq高清人像预训练模型为基础，使用少量目标域数据集(几百张)对网络进行微调，微调之后得到目标效果生成模型GDs，然后将目标效果生成模型和ffhq高清人像生成模型进行融合(取GDs的前面几层权重+ffhq预训练模型的后面几层权重，构建新模型)，得到新模型D。

    对于用户原图Input，经过StyleGAN2的MLP层输出Latent code,将Latent code输入模型D，即得到漫画效果图输出，这样就产生了一个“用户-漫画”的样本对；

    该方法可以有效解决样本制作问题，方便后续Pix2Pix的训练；

    2，AgileGAN

    论文：AgileGAN: Stylizing Portraits by Inversion-Consistent Transfer Learning

    github链接：https://guoxiansong.github.io/homepage/agilegan.html

    相关介绍链接：https://mp.weixin.qq.com/s/FgULvp9RSkc4F92ig06q-Q

    论文思想：

    该论文依旧以StyleGAN2的ffhq预训练模型为基础，分属性训练latent code到目标域的生成器模型，如下图所示：

    生成器模型也是采用了论文1类似的方式，用少量样本进行微调，然后进行模型融合；

    训练生成器之后，训练用户图到laten code网络，如下图所示：

    两篇论文的思想整体来看，都是以ffhq的预训练模型为基础，使用少量样本进行微调，得到目标域的生成模型，最终进行模型融合。

    除了这两篇论文之外，Adobe的另一篇论文则提出使用1-10张目标域图像即可训练生成模型的方法，论文：

    https://www.arxiv-vanity.com/papers/2104.06820/

    效果图如下：

    上面就是关于漫画特效技术相关的内容，更加具体的内容，由于各家商业保密，我们不得而知，不过随着技术的不断发展，相信未来可以真正突破数据集的问题，让我们拭目以待！

百家争鸣篇

    目前做漫画特效的公司越来越多，各家的效果也是五彩缤纷，看到各式各样的漫画效果，往往让人眼花缭乱，可谓是百家争鸣。然而，众里寻他千百度，我却独爱Mokoroom！

    如果你喜欢拍视频，你可能会优选抖音或者快手的漫画特效，但是，无论是抖音还是快手或者腾讯微视，你会发现，漫画的种类太少，而且实时处理的场景，从效果的质量上看，不是很清晰，比如下面的例子：

    上述测试手机型号为小米K20Pro,处理器高通骁龙855P。

    相对而言，清晰度方面，快手的实时处理版本清晰度要更好一点，但是，快手只有一种手绘效果，种类过于单一了；速度方面，腾讯微视的优化要更胜一筹，对于Oppo R9测试机，可以流畅运行，但抖音无法运行漫画二次元特效，快手卡顿；二次元日漫效果方面，抖音的效果要更加逼真亲民！

    如果我们想要获取高质量的漫画效果照片，那我们就要选择图片处理模式，字节跳动旗下剪映app中有一款二次元的图像处理版，清晰度很高，然而是用于剪辑视频的，我们暂时截图，效果如下：

    同样，目前剪映中漫画效果只有三种，比较单一。

    如何才能制作效果惊艳，高清的漫画照片呢？这里我个大家推荐一款应用，这款应用由国内一家公司“杭州趣维科技股份有限公司”开发(杭州趣维科技股份有限公司是一家短视频工具开发公司，多年来致力于短视频工具、视频剪辑等技术研发，旗下小影app全球用户超过10亿量级)，IOS版名字为Facee，Android版名字为Mokoroom，或许Android平台Facee的名字被抢占的缘故，导致了双版本名称不一致的问题。

    我们以安卓版Mokoroom为例，该APP是一款专门为漫画而生的手机应用，界面截图如下：

    第一次看到这款app，就给人一种耳目一新的感觉，它拥有几十种漫画风格，包含了日漫、韩漫、迪士尼漫画、欧美风漫画、印度风漫画等等，同时，每种漫画结合不同的花样模板搭配，又创造出了各类丰富的场景玩法，真是让人爱不释手。本人制作并挑选了一些漫画特效，如下所示：

    上面这些效果中，日漫的效果非常真实，并且支持多人处理，最多支持一家四口同框拍摄，试想一下，一家四口的漫画场景，是多么有意义！韩漫效果更是接近某个韩国漫画剧，具体名字就不说了；对于迪士尼效果，该app提供了多款迪士尼风格特效供用户挑选，同时还配合了不同的素材搭配，让人感觉如在梦幻的童话世界；除此之外还提供了一些符合欧美和印度口味风格的漫画特效，当然，上面这些仅仅是一小部分，这款app中拥有上百款漫画特效，目前应该是基于服务端处理的，耗时较长，但图像效果较好，非常适合发朋友圈哈！

    个人觉得，单单从效果上来看，MoKoroom做的已经算是非常不错了，在当下这空前的竞争压力下，作为一个不算大的公司，面对抖音/快手/腾讯这些头部大佬，不在竞争中崛起，就在竞争中消亡，从这点出发，期待这款app可以做的更好！

    百闻不如一见，大家可以去体验一下！

    最后，本人谈一点切实体会：透过漫画算法的发展，我们也可以感受到，国内技术发展的速度已经达到了一个新的高度，一点也不比国外的差，本人会持续关注漫画特效算法相关内容，及时跟大家分享，同时，也祝祖国更加强大！