【扩散模型】 DDPM和DDIM讲解

扩散模型DDPM和DDIM

扩散模型之DDPM介绍了经典扩散模型DDPM的原理和实现,那么生成一个样本的次数和训练次数需要一致,导致采样过程很缓慢。这篇文章我们将介绍另外一种扩散模型DDIM(Denoising Diffusion Implicit Models),它两有相同的训练目标,但是它不再限制扩散过程必须是一个马尔卡夫链,这使得DDIM可以采用更小的采样步数来加速生成过程,DDIM的另外是一个特点是从一个随机噪音生成样本的过程是一个确定的过程(中间没有加入随机噪音)。

参考链接:

B站视频: https://www.bilibili.com/video/BV1JY4y1N7dn/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/565698027 扩散模型之DDIM

https://zhuanlan.zhihu.com/p/627616358 【生成模型(三)】一文读懂DDIM凭什么可以加速DDPM的采样效率

https://blog.csdn.net/weixin_43850253/article/details/128413786 DDIM原理及代码(Denoising diffusion implicit models

代码:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/635144824

Diffusion之DDPM代码简述、MNIST与Fashion-MNIST生成实战及DDIM加速生成应用
https://blog.csdn.net/qq_41234663/article/details/128780745

扩散模型(Diffusion model)代码详细解读

回顾DDPM:

前向过程为一个马尔科夫链,上面公式和DDPM原文里面的alpha代表的不一样了,可能是为了方便起见了。通过推导可以得到:

反向过程也定义为马尔科夫链:

之后使用后验概率:

解得方差为定值,均值为:

通过变分推断和KL散度以及简化得到:

可以发现DDPM仅依赖于边缘分布,因此可以做其他修改。

DDIM:

为了构造非马尔科夫链的扩散过程,并且复用DDPM的训练过程,现在上面的公式变为:

并且我们自己构造一个分布,只要满足

即可。即前向过程具体怎样我们不需要管了。因此通过待定系数法可以得到:

这就是我们新的反向生成分布,也就是我们新的要去拟合的"终极目标"。
DDIM 中定义以下公式:

上面这个公式是基于T的。

对于t>=1的时候要满足:

通过数学归纳法(在论文中有证明过程)可以得到以下边缘分布公式,因此可以使用DDPM去进行训练:

通过xt和x0之间的关系(因为不是马尔科夫了,可以进行变换)推导得到以下公式:

并且通过证明得到DDPM中的Lsimple和DDIM中的损失是一致的。

论文中将方差定义为超参数

当标准差为0时,生成过程就是确定性的。

DDIM是一种模型,不能加速,但是我们可以使用技巧在DDIM上加速采样。

我们的采样过程是在一个更短的子序列上面进行的。

相关推荐
FL16238631291 小时前
荔枝成熟度分割数据集labelme格式2263张3类别
人工智能·深度学习
我是你们的星光2 小时前
基于深度学习的高效图像失真校正框架总结
人工智能·深度学习·计算机视觉·3d
水花花花花花5 小时前
GloVe 模型讲解与实战
python·深度学习·conda·pip
SunStriKE6 小时前
SgLang代码细读-2.forward过程
深度学习·llm·源码阅读·推理
LeonDL1687 小时前
YOLOv8 在单片机上的几种部署方案
人工智能·python·单片机·嵌入式硬件·深度学习·yolo·yolov8 在单片机上的部署
LeonDL1687 小时前
YOLOv8 在单片机上部署的缺点和应对方案
python·单片机·嵌入式硬件·深度学习·yolo·yolov8在单片机上的缺点·yolov8 在单片机上的优化
卧式纯绿7 小时前
卷积神经网络基础(九)
人工智能·python·深度学习·神经网络·机器学习·cnn
何仙鸟7 小时前
图像分割(2)u-net代码实战——基于视网膜分割
深度学习·计算机视觉·cnn
硅谷秋水8 小时前
视觉-和-语言导航的综述:任务、方法和未来方向
深度学习·计算机视觉·语言模型·机器人
妄想成为master9 小时前
深度学习详细入门路线----以本人亲身实践得出
人工智能·深度学习·计算机视觉