我们的目标是以尽可能简单的方式教授扩散模型,将数学和机器学习的先备知识要求降到最低,但同时提供足够的细节来推断其正确性。
与大多数关于此主题的教程不同,我们既没有采用变分自动编码器(VAE)方法,也没有采用随机微分方程(SDE)方法。事实上,对于核心概念,我们不需要任何 SDE、证据下界(ELBO)、朗之万动力学,甚至不需要“分数”的概念。读者只需要熟悉基本的概率论、微积分、线性代数和多元高斯分布即可。本教程的目标受众是至少达到高年级本科生或研究生的技术读者,他们是首次学习扩散模型并希望对该主题有数学上的理解。
本教程分为五个部分,每个部分都相对独立,但涵盖了密切相关的主题。 第 1 节 介绍了扩散模型的基本原理:我们要解决的问题以及基本方法的概述。
第 2 节和第 3 节 分别展示了如何构建随机和确定性扩散采样器,并直观地推导了这些采样器为何能正确反转前向扩散过程。
第 4 节 涵盖了密切相关的“流匹配”(Flow Matching)主题,可以将其视为扩散模型的一种推广,提供额外的灵活性(包括所谓的“修正流”或“线性流”)。
最后,在第 5 节 中,我们回到扩散模型,将本教程与更广泛的文献联系起来,同时强调实践中最重要的设计选择,包括采样器、噪声调度和参数化。


参考文献:
[1] http://arxiv.org/pdf/2406.08929
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(文:NLP工程化)