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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...
超多分类的Softmax 2014年CVPR两篇超多分类的人脸识别论文:DeepFace和DeepID DeepFace Taigman Y, Yang M, Ranzato M A, et al. Deepface: Closing the gap to humanlevel performance in face verification [C]// CVPR, 2014. 4.4M训练集,训练6层CNN + 4096特征映射 + 4030类Softmax,综合如3D Aligement, model ensembel等技术,在LFW上达到97.35%。 DeepID Sun Y, Wang X, Tang X. Deep learning face representation fro...
推导 回顾一下二分类下的Softmax后验概率,即: [公式] 显然决策的分界在当 𝑝_1=𝑝_2 时,所以决策界面是 (𝑊_1−𝑊_2)𝑥+𝑏_1−𝑏_2=0 。我们可以将 𝑊^𝑇_𝑖𝑥+𝑏_𝑖 写成 ‖W_i^T‖⋅‖x‖cos⁡(θ_i)+b_i ,其中 θ_i 是 W_i 与 x 的夹角,如对 W_i 归一化且设偏置 b_i 为零( ‖W_i‖=1 , b_i=0 ),那么当 p_1=p_2 时,我们有 cos⁡(θ_1)−cos⁡(θ_2)=0 。从这里可以看到,如里一个输入的数据特征 x_i 属于 𝑦_𝑖 类,那么 θ_{y_i} 应该比其它所有类的角度都要小,也就是说在向量空间中 W_{y_i} 要更靠近 x_i 。 我们用的是Softmax Loss,对于输入 x_i ,So...
💡 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。 ...
DDPM 有一个非常明显的问题:采样过程很慢。因为 DDPM 的反向过程利用了马尔可夫假设,所以每次都必须在相邻的时间步之间进行去噪,而不能跳过中间步骤。原始论文使用了 1000 个时间步,所以我们在采样时也需要循环 1000 次去噪过程,这个过程是非常慢的。 为了加速 DDPM 的采样过程,DDIM 在不利用马尔可夫假设的情况下推导出了 diffusion 的反向过程,最终可以实现仅采样 20~100 步的情况下达到和 DDPM 采样 1000 步相近的生成效果,也就是提速 10~50 倍。这篇文章将对 DDIM 的理论进行讲解,并实现 DDIM 采样的代码。 DDPM 的反向过程 首先我们回顾一下 DDPM 反向过程的推导,为了推导出 [Math] 这个条件概率分布,DDPM 利用贝叶斯...
这是OpenCompass的offitial ranking 榜单 🔖 https://rank.opencompass.org.cn/home MMBench 鉴于现行评测方式所存在的问题,我们重新定义了一套针对当前多模态大模型的评测流程——MMBench。其主要包含两个方面: 自上而下的能力维度设计,根据定义的能力维度构造了一个评测数据集 引入 ChatGPT,以及提出了 CircularEval 的评测方式,使得评测的结果更加稳定 Paper 链接: 🔖 https://arxiv.org/pdf/2307.06281 github: 数据集 数据集构造 主要目的是对模型的各种能力进行全方位的考察,所以我们自上而下定义了三级能力维度 (L1L3), 第一级维度(L1)包含感知与推理两项...
Diffusion Models from SDE 连续扩散模型 (Continuous Diffusion Models) 将传统的离散时间扩散过程扩展到连续时间域,可以被视为一个随机过程,使用随机微分方程(SDE)来描述。其前向过程可以写成如下形式: [公式] 其中, f(x,t) 可以看成偏移系数, g(t) 可以看成是扩散系数, dw 是标准布朗运动。这个SDE 描述了数据在连续时间域内如何被噪声逐渐破坏。 这个随机过程的逆向过程存在(更准确的描述:下面的逆向时间SDE具有与正向过程SDE相同的联合分布)为 [公式] 前面我们得到了扩散过程的逆向过程可以用一个SDE描述(逆向随机过程),事实上,存在一个确定性过程 (用ODE描述)也是它的逆向过程 (更准确的描述:这个ODE过程的在任...
💡 Flowbased Models Normalizing Flow Normalizing Flow 是一种基于变换对概率分布进行建模的模型,其通过一系列离散且可逆的变换实现任意分布与先验分布(例如标准高斯分布)之间的相互转换。在 Normalizing Flow 训练完成后,就可以直接从高斯分布中进行采样,并通过逆变换得到原始分布中的样本,实现生成的过程。(有关 Normalizing Flow 的详细理论) 从这个角度看,Normalizing Flow 和 Diffusion Model 是有一些相通的,其做法的对比如下表所示。从表中可以看到,两者大致的过程是非常类似的,尽管依然有些地方不一样,但这两者应该可以通过一定的方法得到一个比较统一的表示。 Continuous Norma...
技术分析 从方法上来看,条件控制生成的方式分两种:事后修改(ClassifierGuidance)和事前训练(ClassifierFree)。 对于大多数人来说,一个SOTA级别的扩散模型训练成本太大了,而分类器(Classifier)的训练还能接受,所以就想着直接复用别人训练好的无条件扩散模型,用一个分类器来调整生成过程以实现控制生成,这就是事后修改的ClassifierGuidance方案;而对于“财大气粗”的Google、OpenAI等公司来说,它们不缺数据和算力,所以更倾向于往扩散模型的训练过程中就加入条件信号,达到更好的生成效果,这就是事前训练的ClassifierFree方案。 ClassifierGuidance方案最早出自《Diffusion Models Beat GANs...
SD模型原理 SD是CompVis、Stability AI和LAION等公司研发的一个文生图模型,它的模型和代码是开源的,而且训练数据LAION5B也是开源的。SD在开源90天github仓库就收获了33K的stars,可见这个模型是多受欢迎。 SD是一个基于latent的扩散模型,它在UNet中引入text condition来实现基于文本生成图像。SD的核心来源于Latent Diffusion这个工作,常规的扩散模型是基于pixel的生成模型,而Latent Diffusion是基于latent的生成模型,它先采用一个autoencoder将图像压缩到latent空间,然后用扩散模型来生成图像的latents,最后送入autoencoder的decoder模块就可以得到生成的图像。 ...