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文章从连续情形出发开始介绍重参数,主要的例子是正态分布的重参数;然后引入离散分布的重参数,这就涉及到了Gumbel Softmax,包括Gumbel Softmax的一些证明和讨论;最后再讲讲重参数背后的一些故事,这主要跟梯度估计有关。 基本概念 重参数(Reparameterization) 实际上是处理如下期望形式的目标函数的一种技巧: \[L_{\theta}=\mathbb{E}_{z\sim p_{\theta}(z)}[f(z)]\tag{1}\] 这样的目标在VAE中会出现,在文本GAN也会出现,在强化学习中也会出现( \(f(z)\) 对应于奖励函数),所以深究下去,我们会经常碰到这样的目标函数。取决于 \(z\) 的连续性,它对应不同的形式: \[\int p_{\theta}(z) f(z)dz\,\,\,\text{(连续情形)}\qquad\qquad \sum_{z} p_{\theta}(z) f(z)\,\,\,\text{(离散情形)}\tag{2}\] 当然,离散情况下我们更喜欢将记号 \(z\) 换成 \(y\) 或者 \(c\) 。 为了最小化...
这是一篇尝试改变LLM「范式」的文章:当前主流的LLM架构都是「自回归」的,通俗地理解就是必须「从左到右依次生成」。这篇文章挑战了这一范式,探索扩散模型在 LLMs 上的可行性,通过 随机掩码 - 预测 的逆向思维,让模型学会「全局思考」。 论文: [2502.09992] Large Language Diffusion Models 背景 主流大语言模型架构:自回归模型 (Autoregressive LLMs) 过去几年, 自回归模型(Autoregressive Models, ARMs)一直是大语言模型(LLM)的主流架构​。典型的自回归语言模型以Transformer解码器为基础,按照从左到右 的顺序依次预测下一个词元(token)。 形式化地,自回归模型将一个长度为 \(N\) 的文本序列 \(X=(x_1, x_2, ..., x_N)\) 的概率分解为各位置的条件概率连乘积​: \[P_{\theta}(x_1, x_2, \dots, x_N) = \prod_{i=1}^{N} P_{\theta}(x_i \mid x_1, x_2, \dots,...
引言 Diffusion模型近年来在图像生成这一连续域任务中取得了显著成果,展现出强大的生成能力。然而,在文本生成这一离散域任务中整体效果仍不尽如人意,未能在该领域引起广泛关注。 去年,一篇研究离散扩散模型在文本生成的文章《Discrete Diffusion Modeling by Estimating the Ratios of the Data Distribution》获得ICML 2024的Best Paper,引发了学术界的广泛兴趣,也激发了新一轮的研究热潮。随后在2025年,越来越多高校和企业也开始积极探索基于Diffusion的文本生成方法。其中,近期备受关注的Block Diffusion也成功入选ICLR oral,进一步推动了该方向的发展。...
💡 扩散模型:通过加噪的方式去学习原始数据的分布, 从学到的分布中去生成样本 DDPM 关键点: 1. 正向加噪是离散时间马尔可夫链:从 \(x_0\) 逐步加噪得到 \(x_1,x_2,...,x_T\) ;在合适的噪声调度与足够大的 \(T\) 下, \(x_T\) 近似服从 \( N(0,I) \) 的各向同性高斯。 2. 每一步噪声方差 \(β_t\) 满足 \(0<β_t<1\) ,通常随 \(t\) 增大;因此 \(q(x_t|x_{t-1}) \) 的均值缩放系数 \(\sqrt{1-β_t} \) 逐渐减小。 3. 训练通过最大化对数似然的变分下界(ELBO)来学习反向过程 \( p_θ(x_{t-1}|x_t)\) ,并将其参数化为高斯分布(神经网络预测均值/噪声或 score)。 4. 将目标写成 score/DSM 形式时,loss 的权重与对应噪声层的方差尺度(如 \(1-\bar{α}_t\) 或相关量)有关;采样通常是按学习到的反向转移逐步生成(祖先采样),与经典 Langevin MCMC 更新形式不同,但可在 SDE 视角下统一理解。...
基于文章 《Elucidating the Design Space of Diffusion-Based Generative Models》 来统一扩散模型框架 通用扩散模型框架推导 加噪公式 Flow Matching的一步加噪公式 \[\mathbf{x}_t=(1-t)\mathbf{x}_0+t\varepsilon\] 写成概率分布形式: \[p(\mathbf{x}_t|\mathbf{x}_0)=\mathcal{N}(\mathbf{x}_t;(1-t)\mathbf{x}_0,t^2\mathbf{I})\] Score Matching的一步加噪公式 \[\mathbf{x}_t=\mathbf{x}_0+\sigma_t\varepsilon \] 写成概率分布形式: \[p(\mathbf{x}_t|\mathbf{x}_0)=\mathcal{N}(\mathbf{x}_t;\mathbf{x}_0,\sigma_t^2\mathbf{I})\] DDPM/DDIM的一步加噪公式...
1.深度学习偏置的作用? 我们在学深度学习的时候,最早接触到的神经网络应该属于感知器(感知器本身就是一个很简单的神经网络,也许有人认为它不属于神经网络,当然认为它和神经网络长得像也行) 要想激活这个感知器,使得 y=1 ,就必须使 x_1w_1 + x_2w_2 +....+x_nw_n T ( T 为一个阈值),而 T 越大,想激活这个感知器的难度越大,人工选择一个阈值并不是一个好的方法,因为样本那么多,我不可能手动选择一个阈值,使得模型整体表现最佳,那么我们可以使得T变成可学习的,这样一来, T 会自动学习到一个数,使得模型的整体表现最佳。当把T移动到左边,它就成了偏置, x_1w_1 + x_2w_2 +....+x_nw_n T 0 xw +b 0 ,总之,偏置的大小控制着激活这个感...
一般来说,神经网络处理的东西都是连续的浮点数,标准的输出也是连续型的数字。但实际问题中,我们很多时候都需要一个离散的结果,比如分类问题中我们希望输出正确的类别,“类别”是离散的,“类别的概率”才是连续的;又比如我们很多任务的评测指标实际上都是离散的,比如分类问题的正确率和F1、机器翻译中的BLEU,等等。 还是以分类问题为例,常见的评测指标是正确率,而常见的损失函数是交叉熵。交叉熵的降低与正确率的提升确实会有一定的关联,但它们不是绝对的单调相关关系。换句话说,交叉熵下降了,正确率不一定上升。显然,如果能用正确率的相反数做损失函数,那是最理想的,但正确率是不可导的(涉及到 [Math] 等操作),所以没法直接用。 这时候一般有两种解决方案;一是动用强化学习,将正确率设为奖励函数,这是“用牛刀杀...
如何计算RF 公式一:这个算法从top往下层层迭代直到追溯回input image,从而计算出RF。 [公式] 其中,RF是感受野。RF和RF有点像,N代表 neighbour,指的是第n层的 a feature在n1层的RF,记住N_RF只是一个中间变量,不要和RF混淆。 stride是步长,ksize是卷积核大小。
💡 原本随机采样的DDPM模型中,也隐含了一个确定性的采样过程DDIM,它的连续极限也是一个ODE。 细想上述过程,可以发现不管是“DDPM→DDIM”还是“SDE→ODE”,都是从随机采样模型过渡到确定性模型,而如果我们一开始的目标就是ODE,那么该过程未免显得有点“迂回”了。在本文中,笔者尝试给出ODE扩散模型的直接推导,并揭示了它与雅可比行列式、热传导方程等内容的联系。 Rectified Flow 理论推导 微分方程 像GAN这样的生成模型,它本质上是希望找到一个确定性变换,能将从简单分布(如标准正态分布)采样出来的随机变量,变换为特定数据分布的样本。flow模型也是生成模型之一,它的思路是反过来,先找到一个能将数据分布变换简单分布的可逆变换,再求解相应的逆变换来得到一个生成模型。 ...
随机森林 (Random Forests) 是一种利用CART决策树作为基学习器的 Bagging 集成学习算法。随机森林模型的构建过程如下: 数据采样 作为一种 Bagging 集成算法,随机森林同样采用有放回的采样,对于总体训练集 T ,抽样一个子集 T_{sub} 作为训练样本集。除此之外,假设训练集的特征个数为 d ,每次仅选择 k(k<d) 个构建决策树。因此,随机森林除了能够做到样本扰动外,还添加了特征扰动,对于特征的选择个数,推荐值为 k=log_2⁡d 。 树的构建 每次根据采样得到的数据和特征构建一棵决策树。在构建决策树的过程中,会让决策树生长完全而不进行剪枝。构建出的若干棵决策树则组成了最终的随机森林。 随机森林在众多分类算法中表现十分出众,其主要的优点包括: 1. 由于...
AdaBoost基本思路 分类问题 Adaboost 是 Boosting 算法中有代表性的一个。原始的 Adaboost 算法用于解决二分类问题,因此对于一个训练集 [公式] 其中 [Math] ,,首先初始化训练集的权重 [公式] 根据每一轮训练集的权重 D_m ,对训练集数据进行抽样得到 T_m ,再根据 T_m 训练得到每一轮的基学习器 h_m 。通过计算可以得出基学习器 h_m 的误差为 e_m [公式] 根据基学习器的误差计算得出该基学习器在最终学习器中的权重系数 [公式] 为什么这样计算弱学习器权重系数?从上式可以看出,如果分类误差率 𝑒_𝑘 越大,则对应的弱分类器权重系数 [Math] 越小。也就是说,误差率小的弱分类器权重系数越大。具体为什么采用这个权重系数公式,见AdaB...
1. 列表和元组总结 列表和元组都是一个可以放置任意数据类型的有序集合,他们有以下共同点 列表和元组中的元素可以任意,并且都可以嵌套。 列表和元组都支持索引,且都支持负数索引,1表示最后一个元素,2表示倒数第二个元素 列表和元组都支持切片操作 都支持in关键词 都可以使用.index()、.count()、sorted()和enumerate()等方法 两者之间的相互转换,list()和tuple() 但是他们也是有区别 列表是动态的,长度大小不固定,可以随意地增加、删减或者改变元素(mutable) 元组是静态的,长度大小不固定,无法增删改,想要对已有的元组做任何“改变”,就只能开辟一块内存,创建新的元组 2. 列表和元组存储方式的差异 由于列表是动态的;元组是静态的,不可变的。这样的差异...