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Flow Matching 其实是将 flow 的离散形式转换为连续形式(连续标准化流CNF),进而可以看成是一个ODE方程,实际求解的是这个ODE 求解的核心思路是:构建速度场通过数值积分求解位移,也就是通过预测速度场,从而转为ode求解 从概率路径的角度上来说,解是无穷多的,不同的方法本质上讲是在于构造尽可能简单、直接、易解的概率路径 通过不同的条件概率路径,可以构造出VP(score matching)、 VE(diffusion)、OT(1-rectified flow)等形式 实际的边缘概率分布路径并不是一条直线 ,我们是通过拟合条件速度场来逼近边缘速度场, 即使我们证明了对于参数 \(\theta\) 来说优化目标是等价的,但终究还是有一些gap Flow-based 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...
精巧的flow 不得不说,flow模型是一个在设计上非常精巧的模型。总的来看,flow就是想办法得到一个encoder将输入 𝑥 编码为隐变量 𝑧,并且使得 𝑧 服从标准正态分布。 得益于flow模型的精巧设计,这个encoder是可逆的,从而我们可以立马从encoder写出相应的decoder(生成器)出来,因此,只要encoder训练完成,我们就能同时得到decoder,完成生成模型的构建 。 为了完成这个构思,不仅仅要使得模型可逆,还要使得对应的雅可比行列式容易计算,为此,NICE提出了加性耦合层,通过多个加性耦合层的堆叠,使得模型既具有强大的拟合能力,又具有单位雅可比行列式。就这样,一种不同于VAE和GAN的生成模型——flow模型就这样出来了,它通过巧妙的构造,让我们能直接去拟合概率分布本身。 待探索的空间...
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: \[\mathrm d\mathbf x=\mathbf f(\mathbf x,t)\mathrm dt+g(t)\mathrm d\mathbf w\tag{1}\] 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 \[d\mathbf{x}=[\mathbf{f}(\mathbf{x},t)-g^2(t)\nabla_{\mathbf{x}}\log p_t(\mathbf{x})]dt+g(t)d\bar{\mathbf{w}}\tag{2}\]...
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 \(q(\mathbf{x}_{t-1}|\mathbf{x}_t)\) 这个条件概率分布,DDPM 利用贝叶斯公式将其变成了先验分布的组合, 并且通过向条件中加入 \(\mathbf{x}_0 \) 将所有的分布转换为已知分布 :...
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...
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...
背景 本文主要是 《NICE: Non-linear 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,估计会让更多的人投入到flow模型的改进中。 glow模型生成的高清人脸 生成模型的本质,就是希望用一个我们知道的概率模型来拟合所给的数据样本, 也就是说,我们得写出一个带参数 \(𝜃\) 的分布 \(q_{\boldsymbol{\theta}}(\boldsymbol{x})\)...
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 \(l\)...
- SMLD 和 DDPM 中使用的噪声扰动可以看作是两个不同 SDE 的离散化 - 扩散模型和评分模型在连续时间极限下完全等价,也就是说将有限次数的加噪过程推广到无穷次, 也就是推广到连续的情况下,可以得到一个更加一般的扩散过程,这个过程可以用SDE来表示,求解更加方便 - 两种方法的目标函数可以互相转换 随机微分 在DDPM中,扩散过程被划分为了固定的T步,还是用DDPM中的类比来说,就是“拆楼”和“建楼”都被事先划分为了T步,这个划分有着相当大的人为性。事实上,真实的“拆”、“建”过程应该是没有刻意划分的步骤的,我们可以将它们理解为一个在时间上连续的变换过程,可以用随机微分方程(Stochastic Differential Equation,SDE)来描述。 为此,我们用下述SDE描述前向过程(“拆楼”): \[d\boldsymbol{x} = \boldsymbol{f}_t(\boldsymbol{x}) dt + g_t d\boldsymbol{w}\tag{1}\]...
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...
概述 小米团队近日发布了MIMO-VL-7B-SFT和MIMO-VL-7B-RL,这是两个强大的视觉语言模型,MIMO-VL-7B-RL在40个评估任务中的35个上优于QWEN2.5-VL-7B,对于GUI Grounding任务,它在OSWorld-G上设置了一个新标准,甚至超过了UI-TARS等专业模型。模型通过四个阶段的预训练(2.4T Token)与Mixed On-policy 强化(MORL)整合了多样化的奖励信号。 在文章中,作者提到了两个重要的发现: 从Pre-Traing 训练阶段中加入高质量且覆盖广的推理数据对于强化模型性能至关重要。 Mixed On-policy 强化学习进一步增强了模型的性能,同时实现了稳定的同时改进仍然在性能方面具有挑战性。 Pre-Training 模型结构 整个模型还是采用了VIT-MLP-LLM的结构,具体来说,视觉模型采用了Qwen2.5-VL中的视觉encoder,LLM采用了自家的语言模型MiMo-7B-Base。 整个Pretraining采用了四个阶段的训练,每个阶段采用的数据,模型训练参数和模型参数如下面两表所示...
简介 该工作建立了一个 GCG(Grounded Conversation Generation ) 的数据集和对应多模态大模型,与之前的工作主要的区别在于针对输入图像,可以生成grounding pixel-level理解的语言对话,如下图示例所示: Model Automated Dataset Annotation Pipeline level 1: Object locatlization and attributes 1. Landmark Categorization 基于 LLaVA 模型对图像做场景的分类, 包含主要场景和细粒度场景。 就是对数据集整体做一个大的类别标签和子类别标签,做场景的划分 def get_main_prompt(model, conv_mode="llava_v1"): options = ["Indoor scene", "Outdoor scene", "Transportation scene", "Sports and recreation scene"] qs = (f"Categorize the image...