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本文受启发于著名的国外博文 《Wasserstein GAN and the Kantorovich-Rubinstein Duality》 ,内容跟它大体上相同,但是删除了一些冗余的部分,对不够充分或者含糊不清的地方作了补充。 Wasserstein距离 显然,整篇文章必然围绕着Wasserstein距离( \(\mathcal{W}\) 距离)来展开。假设我们有了两个概率分布 \(p(x),q(x)\) ,那么Wasserstein距离的定义为 \[\mathcal{W}[p,q]=\inf_{\gamma\in \Pi[p,q]} \iint \gamma(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}) d(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}) d\boldsymbol{x}d\boldsymbol{y}\] 事实上,这也算是最优传输理论中最核心的定义了。 成本函数 首先 \(d(x,y)\) ,它不一定是距离,其准确含义应该是一个成本函数,代表着从 \(x\) 运输到 \(y\) 的成本。常用的 \(d\) 是基于 \(l\)...
简介 生成对抗网络 ( Generative Adversarial Network, GAN ) 是由 Goodfellow 于 2014 年提出的一种对抗网络。这个网络框架包含两个部分,一个生成模型 (generative model) 和一个判别模型 (discriminative model)。其中,生成模型可以理解为一个伪造者,试图通过构造假的数据骗过判别模型的甄别;判别模型可以理解为一个警察,尽可能甄别数据是来自于真实样本还是伪造者构造的假数据。两个模型都通过不断的学习提高自己的能力,即生成模型希望生成更真的假数据骗过判别模型,而判别模型希望能学习如何更准确的识别生成模型的假数据。 网络框架 GAN 由两部分构成,一个 生成器 ( Generator ) 和一个 判别器 ( Discriminator )。对于生成器,我们需要学习关于数据 \(x\) 的一个分布 \(p_g\) ,首先定义一个输入数据的先验分布 \(p_z(z)\) ,其次定义一个映射 \(G \left(\boldsymbol{z}; \theta_g\right): \boldsymbol{z}...
Normalizing flow(标准化流)是一类对概率分布进行建模的工具,它能完成简单的概率分布(例如高斯分布)和任意复杂分布之间的相互转换,经常被用于 data generation、density estimation、inpainting 等任务中,例如 Stability AI 提出的 Stable Diffusion 3 中用到的 rectified flow 就是 normalizing flow 的变体之一。 为了便于理解,在正式开始介绍之前先简要说明一下 normalizing flow 的做法。如上图所示,为了将一个高斯分布 \(z_0\) 转换为一个复杂的分布 \(z_K\) ,normalizing flow 会对初始的分布 \(z_0\) 进行多次可逆的变换,将其逐渐转换为 \(z_K\) 。由于每一次变换都是可逆的,从 \(z_K\) 出发也能得到高斯分布 \(z_0\) 。这样,我们就实现了复杂分布与高斯分布之间的互相转换,从而能从简单的高斯分布建立任意复杂分布。 对 diffusion models 比较熟悉的读者可能已经发现了,这个过程和...
分布变换 通常我们会拿VAE跟GAN比较,的确,它们两个的目标基本是一致的——希望构建一个从隐变量 \(Z\) 生成目标数据 \(X\) 的模型,但是实现上有所不同。更准确地讲,它们是假设了 \(Z\) 服从某些常见的分布(比如正态分布或均匀分布),然后希望训练一个模型 \(X=g(Z)\) ,这个模型能够将原来的概率分布映射到训练集的概率分布,也就是说,它们的目的都是进行分布之间的变换。 生成模型的难题就是判断生成分布与真实分布的相似度,因为我们只知道两者的采样结果,不知道它们的分布表达式 那现在假设 \(Z\) 服从标准的正态分布,那么我就可以从中采样得到若干个 \(Z_1, Z_2, \dots, Z_n\) ,然后对它做变换得到 \(\hat{X}_1 = g(Z_1),\hat{X}_2 = g(Z_2),\dots,\hat{X}_n = g(Z_n)\) ,我们怎么判断这个通过 \(g\)...
研究对象与基本设定 我们希望学习一个能够“生成数据”的概率模型。假设我们有一个数据集 \(D\) ,每个样本是 \(n\) 维二值向量: \(x \in \{0,1\}^n\) 我们的目标是用一个参数化分布 \(p_\theta(x)\) 去逼近真实数据分布 \(p_{\text{data}}(x)\) ,并最终能够: 密度估计 :给定 \(x\) 计算 \(p_\theta(x)\) 或 \(\log p_\theta(x)\) 采样生成 :从 \(p_\theta(x)\) 采样得到新的 \(x\) 表示:链式法则与自回归分解 链式法则分解联合分布 任意联合分布都可用概率链式法则分解为条件概率的乘积: \[p(x) = \prod_{i=1}^{n} p(x_i \mid x_1, x_2, \dots, x_{i-1}) = \prod_{i=1}^{n} p(x_i \mid x_{<i})\] 其中: \(x_{<i} = [x_1, x_2, \dots, x_{i-1}]\) ,这意味着:只要我们能为每个维度 \(i\) 学好一个条件分布 \(p(x_i \mid...
背景 本文主要是《NICE: Nonlinear Independent Components Estimation》一文的介绍和实现。这篇文章也是glow这个模型的基础文章之一,可以说它就是glow的奠基石。 艰难的分布 众所周知,目前主流的生成模型包括VAE和GAN,但事实上除了这两个之外,还有基于flow的模型(flow可以直接翻译为“流”,它的概念我们后面再介绍)。事实上flow的历史和VAE、GAN它们一样悠久,但是flow却鲜为人知。在我看来,大概原因是flow找不到像GAN一样的诸如“造假者鉴别者”的直观解释吧,因为flow整体偏数学化,加上早期效果没有特别好但计算量又特别大,所以很难让人提起兴趣来。不过现在看来,OpenAI的这个好得让人惊叹的、基于flow的glow模型,估...
💡 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。 ...
简介 之前的很多方法都是用RNN的结构去构建时序上的依赖关系,但是RNN的结构的缺点是不能并行操作,且存在梯度消失的现象。所以本文就是将之前的RNN的结构改为Transfomer的形式。延续了之前TRN的整个网络的框架,也是结合了对未来帧的预测与历史帧的表示相结合来对当前的动作进行预测。 方法 整个网络框架如上图所示, Encoder就是利用transfomer对longrange的历史和目前帧进行特征表示,其中要说明的一个点就是,这里的特征空间包含T个历史特征,当前窗口的特征以及一个task token,这个task token的作用可以从下图看出来 这幅图对比的是输入进classifier的特征与网络输入的特征的相似性,可以看出w/o task token 对应的是当前t=0时刻的特征,...
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...
生成器 什么是生成器? 通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表,但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的,而且创建一个包含100万个元素的列表,不仅占用很大的存储空间,如果我们仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。 所以,如果列表元素可以按照某种算法推算出来,那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢?这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间,在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator 生成器是一个特殊的程序,可以被用作控制循环的迭代行为,python中生成器是迭代器的一种,使用yield返回值函数,每次调用yield会暂停,而可以使用next()函数和send()函数恢复生成器。 生成器类似于返回值为数组的一...
概念 可变对象与不可变对象的区别在于对象本身是否可变。 python内置的一些类型中 可变对象:list dict set 不可变对象:tuple string int float bool 举一个例子 [代码] 上面例子很直观地展现了,可变对象是可以直接被改变的,而不可变对象则不可以 地址问题 下面我们来看一下可变对象的内存地址变化 [代码] 我们可以看到,可变对象变化后,地址是没有改变的 如果两个变量同时指向一个地址 1.可变对象 [代码] 我们可以看到,改变a则b也跟着变,因为他们始终指向同一个地址 2.不可变对象 [代码] 我们可以看到,a改变后,它的地址也发生了变化,而b则维持原来的地址,原来地址中的内容也没有发生变化 作为函数参数 1.可变对象 [代码] 我们可以看到,可变对象作...
概述 python采用的是引用计数机制为主,标记清除和分代收集两种机制为辅的策略。 引用计数 Python语言默认采用的垃圾收集机制是『引用计数法 Reference Counting』,该算法最早George E. Collins在1960的时候首次提出,50年后的今天,该算法依然被很多编程语言使用。 『引用计数法』的原理是:每个对象维护一个ob_ref字段,用来记录该对象当前被引用的次数,每当新的引用指向该对象时,它的引用计数ob_ref加1,每当该对象的引用失效时计数ob_ref减1,一旦对象的引用计数为0,该对象立即被回收,对象占用的内存空间将被释放。 它的缺点是需要额外的空间维护引用计数,这个问题是其次的,不过最主要的问题是它不能解决对象的“循环引用”,因此,也有很多语言比如Jav...