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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。...
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,...
机器学习 Hinge Loss Hinge 的叫法来源于其损失函数的图形,为一个折线,通用函数方式为: \[L(m_i) = max(0,1-m_i(w))\] Hinge可以解 间距最大化 问题,带有代表性的就是svm,最初的svm优化函数如下: \[\underset{w,\zeta}{argmin} \frac{1}{2}||w||^2+ C\sum_i \zeta_i \\ st.\quad \forall y_iw^Tx_i \geq 1- \zeta_i \\ \zeta_i \geq 0\] 将约束项进行变形则为: \[\zeta_i \geq 1-y_iw^Tx_i\] 则可以将损失函数进一步写为: \[\begin{aligned}J(w)&=\frac{1}{2}||w||^2 + C\sum_i max(0,1-y_iw^Tx_i) \\ &= \frac{1}{2}||w||^2 + C\sum_i max(0,1-m_i(w)) \\ &= \frac{1}{2}||w||^2 + C\sum_i L_{Linge}(m_i) \end{aligned}\]...
Self-Supervised Learning ,又称为自监督学习,我们知道一般机器学习分为有监督学习,无监督学习和强化学习。 而 Self-Supervised Learning 是无监督学习里面的一种,主要是希望能够学习到一种 通用的特征表达 用于 下游任务 (Downstream Tasks) 。 其主要的方式就是通过自己监督自己。作为代表作的 kaiming 的 MoCo 引发一波热议, Yann Lecun也在 AAAI 上讲 Self-Supervised Learning 是未来的大势所趋。所以在这个系列中,我会系统地解读 Self-Supervised Learning 的经典工作。 本文主要介绍 Self-Supervised Learning 在 NLP领域 的经典工作:BERT模型的原理及其变体。 本文来自台湾大学李宏毅老师PPT: https://speech.ee.ntu.edu.tw/~hylee/ml/ml2021-course-data/bert_v8.pdf 芝麻街 在介绍 Self-Supervised Learning...
BERT 方法回顾 在 大规模预训练模型BERT 里面我们介绍了 BERT 的自监督预训练的方法,BERT 可以做的事情也就是Transformer 的 Encoder 可以做的事情,就是输入一排向量,输出另外一排向量,输入和输出的维度是一致的。那么不仅仅是一句话可以看做是一个sequence,一段语音也可以看做是一个sequence,甚至一个image也可以看做是一个sequence。所以BERT其实不仅可以用在NLP上,还可以用在CV里面。所以BERT其实输入的是一段文字,如下图所示。 BERT的架构就是Transformer 的 Encoder 接下来要做的事情是把这段输入文字里面的一部分随机盖住。随机盖住有 2 种,一种是直接用一个Mask 把要盖住的token (对中文来说就是一个字)给Mask掉,具体是换成一个 特殊的字符 。另一种做法是把这个token替换成一个随机的token。 把这段输入文字里面的一部分随机盖住 具体BERT详情可以参考: 大规模预训练模型BERT BERT 可以直接用在视觉任务上吗? 上面的 BERT 都是在 NLP 任务上使用,因为 NLP...
原理分析 网络架构 本文的任务是Object detection,用到的工具是Transformers,特点是End-to-end。 目标检测的任务是要去预测一系列的Bounding Box的坐标以及Label, 现代大多数检测器通过定义一些proposal,anchor或者windows,把问题构建成为一个分类和回归问题来间接地完成这个任务。 文章所做的工作,就是将transformers运用到了object detection领域,取代了现在的模型需要手工设计的工作,并且取得了不错的结果。 在object detection上DETR准确率和运行时间上和Faster RCNN相当;将模型 generalize 到 panoptic segmentation 任务上,DETR表现甚至还超过了其他的baseline。DETR第一个使用End to End的方式解决检测问题,解决的方法是把检测问题视作是一个set prediction problem,如下图所示。...
ViT(vision transformer)是Google在2020年提出的直接将transformer应用在图像分类的模型,后面很多的工作都是基于ViT进行改进的。ViT的思路很简单:直接把图像分成固定大小的patchs,然后通过线性变换得到patch embedding,这就类比NLP的words和word embedding,由于transformer的输入就是a sequence of token embeddings,所以将图像的patch embeddings送入transformer后就能够进行特征提取从而分类了。ViT模型原理如下图所示,其实ViT模型只是用了transformer的Encoder来提取特征(原始的transformer还有decoder部分,用于实现sequence to sequence,比如机器翻译)。下面将分别对各个部分做详细的介绍。 Patch Embedding 对于ViT来说,首先要将原始的2-D图像转换成一系列1-D的patch embeddings,这就好似NLP中的word embedding。输入的2-D图像记为 \(x\in...
前言 首先看论文题目。Swin Transformer: Hierarchical Vision Transformer using Shifted Windows。即:Swin Transformer是一个用了移动窗口的层级式Vision Transformer 所以Swin来自于 Shifted Windows , 它能够使Vision Transformer像卷积神经网络一样,做层级式的特征提取,这样提取出来的特征具有多尺度的概念 ,这也是 Swin Transformer这篇论文的主要贡献。 标准的Transformer直接用到视觉领域有一些挑战,即: 多尺度问题:比如一张图片里的各种物体尺度不统一,NLP中没有这个问题; 分辨率太大:如果将图片的每一个像素值当作一个token直接输入Transformer,计算量太大,不利于在多种机器视觉任务中的应用。 基于这两点,本文提出了 hierarchical Transformer,通过移动窗口来学习特征。 移动窗口学习,即只在滑动窗口内部计算自注意力,所以称为W-MSA(Window Multi-Self-Attention)。...
导言 自监督学习(Self-Supervised Learning)能利用大量无标注的数据进行表征学习,然后在特定下游任务上对参数进行微调。通过这样的方式,能够在较少有标注数据上取得优于有监督学习方法的精度。近年来,自监督学习受到了越来越多的关注,如Yann Lecun也在 AAAI 上讲 Self-Supervised Learning 是未来的大势所趋。在CV领域涌现了如SwAV、MOCO、DINO、MoBY等一系列工作。MAE是kaiming继MOCO之后在自监督学习领域的又一力作。首先,本文会对MAE进行解读,然后基于EasyCV库的精度复现过程及其中遇到的一些问题作出解答。 概述 MAE的做法很简单:随机mask掉图片中的一些patch,然后通过模型去重建这些丢失的区域。包括两个核心的设计:1.非对称编码-解码结构 2.用较高的掩码率(75%)。通过这两个设计MAE在预训练过程中可以取得3倍以上的训练速度和更高的精度,如ViT-Huge能够通过ImageNet-1K数据上取得87.8%的准确率。 模型拆解...
1-Rectified Flow 可以认为是 flow matching的ot最优传输形式 Rectified Flow目的是将多对多无约束映射 转变成 一对一有约束映射。 ode会保证路径是“因果”的,也就是避免相交的情况 2-Rectified Flow或者叫Reflow 核心的实际上是加噪过程的样本交点数目降低,交点处模型无法精确学习向量场,交点数少了,模型在每个点预测都更准了,加噪过程是直线,所以能更少步数走到起点(但整体采样过程不是直线) 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...
正则化 正则化是一个通用的算法和思想,所有会产生过拟合现象的算法都可以使用正则化来避免过拟合。 在经验风险最小化的基础上(也就是训练误差最小化),尽可能采用简单的模型,可以有效提高泛化预测精度。如果模型过于复杂,变量值稍微有点变动,就会引起预测精度问题。正则化之所以有效,就是因为其降低了特征的权重,使得模型更为简单。 正则化一般会采用 L1 范式或者 L2 范式,其形式分别为 \(\Phi(w)=||x||_1\) 和 \(\Phi(w)=||x||_2\) 。 L1正则化 LASSO 回归,相当于为模型添加了这样一个先验知识: \(w\) 服从零均值拉普拉斯分布。 首先看看拉普拉斯分布长什么样子: \[f(w|\mu,b)=\frac{1}{2b}exp(-\frac{|w-\mu|}{b})\] 由于引入了先验知识,所以似然函数这样写:...
什么是自组织映射? 一个特别有趣的无监督系统是基于 竞争性学习 ,其中输出神经元之间竞争激活,结果是在任意时间只有一个神经元被激活。这个激活的神经元被称为 胜者神经元(winner-takes-all neuron) 。这种竞争可以通过在神经元之间具有 横向抑制连接 (负反馈路径)来实现。其结果是神经元被迫对自身进行重新组合,这样的网络我们称之为 自组织映射(Self Organizing Map,SOM) 。 拓扑映射 神经生物学研究表明,不同的感觉输入(运动,视觉,听觉等)以 有序的方式 映射到大脑皮层的相应区域。 这种映射我们称之为 拓扑映射 ,它具有两个重要特性: 在表示或处理的每个阶段,每一条传入的信息都保存在适当的上下文(相邻节点)中 处理密切相关的信息的神经元之间保持密切,以便它们可以通过短突触连接进行交互 我们的兴趣是建立人工的拓扑映射,以神经生物学激励的方式通过自组织进行学习。 我们将遵循 拓扑映射形成的原则 :“拓扑映射中输出层神经元的空间位置对应于输入空间的特定域或特征”。 建立自组织映射 SOM的主要目标是将任意维度的输入信号模式 转换...