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集成学习主要分为以下几类:Bagging,Boosting以及Stacking。 传统机器学习算法 (例如:决策树,人工神经网络,支持向量机,朴素贝叶斯等) 的目标都是寻找一个最优分类器尽可能的将训练数据分开。集成学习 (Ensemble Learning) 算法的基本思想就是将多个分类器组合,从而实现一个预测效果更好的集成分类器。集成算法可以说从一方面验证了中国的一句老话:三个臭皮匠,赛过诸葛亮。 Thomas G. Dietterich 指出了集成算法在统计,计算和表示上的有效原因: 统计上的原因 一个学习算法可以理解为在一个假设空间 H 中选找到一个最好的假设。但是,当训练样本的数据量小到不够用来精确的学习到目标假设时,学习算法可以找到很多满足训练样本的分类器。所以,学习算法选择任何一个分类器都会面临一定错误分类的风险,因此将多个假设集成起来可以降低选择错误分类器的风险。 计算上的原因 很多学习算法在进行最优化搜索时很有可能陷入局部最优的错误中,因此对于学习算法而言很难得到一个全局最优的假设。事实上人工神经网络和决策树已经被证实为是一 个NP...
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 :...
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(Classifier-Guidance)和事前训练(Classifier-Free) 。 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Classifier-Guidance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Classifier-Free方案。 Classifier-Guidance方案最早出自 《Diffusion Models Beat GANs on Image Synthesis》 ,最初就是用来实现按类生成的;后来 《More Control for Free! Image Synthesis with Semantic Diffusion Guidance》...
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...
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 \[d\mathbf{x}=[\mathbf{f}(\mathbf{x},t)-g^2(t)\nabla_{\mathbf{x}}\log p_t(\mathbf{x})]dt+g(t)d\bar{\mathbf{w}}\tag{2}\]...
💡 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。...
- 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”): \[d\boldsymbol{x} = \boldsymbol{f}_t(\boldsymbol{x}) dt + g_t d\boldsymbol{w}\tag{1}\]...
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...
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LAION-5B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。 基于latent的扩散模型的优势在于计算效率更高效,因为图像的latent空间要比图像pixel空间要小,这也是SD的核心优势...
CLIP算法原理 CLIP 不预先定义图像和文本标签类别,直接利用从互联网爬取的 400 million 个image-text pair 进行图文匹配任务的训练,并将其成功迁移应用于30个现存的计算机视觉分类。简单的说,CLIP 无需利用 ImageNet 的数据和标签进行训练,就可以达到 ResNet50 在 ImageNet数据集上有监督训练的结果,所以叫做 Zero-shot。 CLIP(contrastive language-image pre-training)主要的贡献就是 利用无监督的文本信息,作为监督信号来学习视觉特征 。 CLIP 作者先是回顾了并总结了和上述相关的两条表征学习路线: 构建image和text的联系,比如利用已有的image-text pair数据集,从text中学习image的表征; 获取更多的数据(不要求高质量,也不要求full...
项目: https://llava-vl.github.io/ github: https://github.com/haotian-liu/LLaVA 一句话 优点 : 极大简化了VLM的训练方式:Pre-training + Instruction Tuning 训练量得到简化:1M量级数据+ 8卡A100 → 一天完成训练 LLaVA LLaVA是2023的连续工作,包含了LLaVA 1.0, 1.5, 1.6几个版本(后续会有更多),也是2023年多模态领域妥妥的顶流。发表9个月620的stars,GitHub超过12K的stars。 LLaVA它的网络结构简单、微调成本比较低,任何研究组、企业甚至个人都可以基于它构建自己的领域的多模态模型。 非常建议对多模态大模型感兴趣的朋友关注LLaVA这篇工作。 简介...
问题背景 首先简化一下问题,本文所讨论的多模态,主要指图文混合的双模态,即输入和输出都可以是图文。可能有不少读者的第一感觉是:多模态模型难道不也是烧钱堆显卡,Transformer“一把梭”,最终“大力出奇迹”吗? 其实没那么简单。先看文本生成,事实上文本生成自始至终都只有一条主流路线,那就是语言模型,即建模条件概率 \(p(x_t|x_1,\cdots,x_{t-1})\) ,不论是最初的 n-gram语言模型,还是后来的Seq2Seq、GPT,都是这个条件概率的近似。也就是说,一直以来,人们对“实现文本生成需要往哪个方向走”是很明确的,只是背后所用的模型有所不同,比如LSTM、CNN、Attention乃至最近复兴的线性RNN等。所以, 文本生成确实可以All in Transformer来大力出奇迹,因为方向是标准的、清晰的。 然而,对于图像生成,并没有这样的“标准方向”。就本站所讨论过的图像生成模型,就有 VAE 、 GAN 、 Flow 、 Diffusion ,还有小众的 EBM...