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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...

简介 生成树（spanning tree） 在图论中，无向图 G=(V,E) 的生成树（spanning tree)是具有G的全部顶点，但边数最少的联通子图。假设G中一共有n个顶点，一颗生成树满足下列条件： （1）n个顶点； （2）n1条边； （3）n个顶点联通； （4）一个图的生成树可能有多个。最小生成树（minimum spanning tree， MST）/最小生成森林：联通加权无向图中边缘权重加和最小的生成树。给定无向图 G=(V,E) ， (u,v) 代表顶点 u 与顶点 v 的边， w(u,v) 代表此边的权重，若存在生成树T使得： [公式] 最小，则 T 为 G 的最小生成树。对于非连通无向图来说，它的每一连通分量同样有最小生成树，它们的并被称为最小生成森林。最小生成树除了继承...

给一个无向图，判断其是否为一棵树。如果是树的话，所有的节点必须是连接的，也就是说必须是连通图，而且不能有环，所以就变成了验证是否是连通图和是否含有环。 [代码]

题目 中位数是有序列表中间的数。如果列表长度是偶数，中位数则是中间两个数的平均值。 例如， [2,3,4] 的中位数是 3 [2,3] 的中位数是 (2 + 3) / 2 = 2.5 设计一个支持以下两种操作的数据结构： void addNum(int num) 从数据流中添加一个整数到数据结构中。 double findMedian() 返回目前所有元素的中位数。 示例： addNum(1) addNum(2) findMedian() 1.5 addNum(3) findMedian() 2 题解 维护两个堆：大顶堆和小顶堆。并且需满足如下条件： 小顶堆的所有元素都大于等于大顶堆的所有元素。 大顶堆中的元素数量大于等于小顶堆中的元素数量。 大顶堆对应排序后的列表的左半部分；小顶堆对应排序...

[代码] 自己实现小顶堆 [代码] 变态的需求来了：给出N长的序列，求出BtmK小的元素，即使用大顶堆。 概括一种最简单的： 将push(e)改为push(e)、pop(e)改为pop(e)。 也就是说，在存入堆、从堆中取出的时候，都用相反数，而其他逻辑与TopK完全相同，看代码： [代码] 自己实现大顶堆 [代码]

二叉树结构 [代码] 递归 时间复杂度：O(n)，n为节点数，访问每个节点恰好一次。 空间复杂度：空间复杂度：O(h)，h为树的高度。最坏情况下需要空间O(n)，平均情况为O(logn) 递归1: 二叉树遍历最易理解和实现版本 [代码] 递归2: 通用模板 可以适应不同的题目，添加参数、增加返回条件、修改进入递归条件、自定义返回值 [代码] 迭代 时间复杂度：O(n)，n为节点数，访问每个节点恰好一次。 空间复杂度：O(h)，h为树的高度。取决于树的结构，最坏情况存储整棵树，即O(n) 迭代1: 前序遍历最常用模板（后序同样可以用） [代码] 迭代2: 前、中、后序遍历通用模板（只需一个栈的空间） [代码] 迭代3：标记法迭代（需要双倍的空间来存储访问状态） 前、中、后、层序通用模板，只需改...

三维深度学习简介 多视角（multiview）：通过多视角二维图片组合为三维物体，此方法将传统CNN应用于多张二维视角的图片，特征被view pooling procedure聚合起来形成三维物体； 体素（volumetric）：通过将物体表现为空间中的体素进行类似于二维的三维卷积（例如，卷积核大小为5x5x5），是规律化的并且易于类比二维的，但同时因为多了一个维度出来，时间和空间复杂度都非常高，目前已经不是主流的方法了； 点云（point clouds）：直接将三维点云抛入网络进行训练，数据量小。主要任务有分类、分割以及大场景下语义分割； 非欧式（manifold，graph）：在流形或图的结构上进行卷积，三维点云可以表现为mesh结构，可以通过点对之间临接关系表现为图的结构。 点云的特性...

概括 这篇文章将卷积比较自然地拓展到点云的情形，思路很赞！ 文章的主要创新点：“weight function”和“density function”，并能实现translationinvariance和permutationinvariance，可以实现层级化特征提取，而且能自然推广到其deconvolution的情形实现分割，在二维CIFAR10图像分类任务中精度堪比CNN（表明能够充分近似卷积网络），达到了SOTA的性能。 缺点：每个kernel都需要由“kernel function”生成，而“kernel function”实质上是一个CNN网络，计算量比较大。 思想 察觉到：二维卷积中pixel的相对centroid位置与kernel vector的生成方式有关。 以二维卷积为例...

Hough Voting 本文的标题是Deep Hough Voting，先来说一下Hough Voting。 用Hough变换检测直线大家想必都听过：对于一条直线，可以使用(r, θ)两个参数进行描述，那么对于图像中的一点，过这个点的直线有很多条，可以生成一系列的(r, θ)，在参数平面内就是一条曲线，也就是说，一个点对应着参数平面内的一个曲线。那如果有很多个点，则会在参数平面内生成很多曲线。那么，如果这些点是能构成一条直线的，那么这条直线的参数(r, θ)就在每条曲线中都存在，所以看起来就像是多条曲线相交在（r,θ）。可以用多条曲线投票的方式来看，其他点都是很少的票数，而（r,θ）则票数很多，所以直线的参数就是（r,θ）。 所以Hough变换的思想就是在于，在参数空间内进行投票，投票得数...