AE, VAE和VQ-VAE有什么区别?

写在前面

AE, VAE, VQ-VAE是一系列的工作,其中VAE更是构成了整个AIGC的重要基石,那么他们之间有什么区别呢?

1. AE

AE(AutoEncoder)是一种自编码器,能够将一个图片压缩成一个较短的向量。其结构如下所示。

它有一对编码器和解码器, 编码器负责将图片压缩到一个较短的向量,而解码器负责将较短的向量恢复成图片。在训练的时候,两者做loss。但是这样的话会有一个问题,即Decoder只认识Encoder的向量,一旦我们扔掉Encoder,那么Decoder将会变得毫无用处。

2. VAE

如果我们能够限制住AE的编码空间,使其能够符合某个数学分布,比如标准正态分布,那么我们就可以在标准正态分布中随机采样给Decoder,那么就能够生成随机的图了。VAE就是来干这事儿的网络。网络结构如下:

3. VQ-VAE

但是VAE生成图的质量普遍不高,有人认为原因是因为VAE把图片编码成了连续的变量,但是我们在描述物体时,转化为离散变量会更为自然。比如我们描述一个人,不会说胖0.6, 性别是0.5, 年龄是0.3。而是说男或女,年龄20。

但是把图像编码成离散化之后,就又出现了两个新的问题。

  1. 神经网络擅长处理连续的数值,而不擅长处理离散数据。解决方法是借鉴nlp中处理离散单词的方法,将连续数据处理成一个独一无二的连续向量上
  1. 另外一个问题是,离散空间不太好采样,因此不能像VAE那样进行随机图像生成。

VQVAE的作者的做法是,通过PixelCNN随机在数学分布中采样,生成小图像,再用VQGAN的decoder翻译小图像成大图像。

具体做法如下:

  1. 训练VQGAN的编码器和解码器,编码器负责将图像压缩到小图像,解码器负责将小图像还原成大图
  2. 训练PixelCNN, 让它拥有能够从随机分布中采样成小图像的能力
  3. 扔掉VQGAN的编码器,接上PixelCNN, 使得VQVAE拥有从随机分布中采样图像的能力

那么VQGAN怎么生成离散向量的呢?

作者设计了一个embedding space。

为了能够让编码器的输入向量、embedding space, 以及解码器的输入张量embedding关联起来,作者做了如下方案:

假设codebook已经训练完毕,对于编码器的每个输入z(x), 通过最近邻找到embedding中与之最相近的向量z(q), 然后用z(q)替换z(x)。

相关推荐
stormzhangV3 分钟前
AI 平权后,最该重视的 8 种能力
人工智能·aigc·产品
江润舟4 分钟前
万物|炼器:从零手搓工业级旋转目标检测网络·卷5 —— YAML蓝图与parse_model动态引擎(一)
人工智能·深度学习
小四的小六12 分钟前
OpenAI 的 Agent 改完配置又改回去,两个月后才被回扫发现:给自家 Agent 补一套发现链路
aigc·openai·ai编程
EasyGBS15 分钟前
水域乱象难管控?国标GB28181视频平台EasyGBS视频+AI双引擎赋能河湖监管
深度学习·安全·gb28181
“AI国潮设计-小江”2 小时前
【AIGC实战】Python+SDXL批量生成「潮汕英歌舞冰淇淋蛋糕&红桃粿咖啡」IP,固定角色形象批量出甜品商业效果图
开发语言·人工智能·python·prompt·aigc
wangruofeng2 小时前
2026 Web 技术选型指南,AI 时代如何选择适合项目的技术栈
前端·aigc·ai编程
老鱼说AI3 小时前
脉冲神经网络:神经网络发展历史背景
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·自然语言处理·学习方法
ClouGence3 小时前
最全AI电商生图工具测评:豆包、千问、ChatGPT、WorkBuddy、Nano Banana、即梦、美图设计室、阿可AI
chatgpt·aigc·gemini
frankzch3 小时前
Claude 刷新量子电路最优:LLM 与评估器的进化循环怎么搭
人工智能·深度学习·机器学习·语言模型·量子计算
拜小白3 小时前
【论文解读】PanoSwin:为全景理解打造的“全景版“ Swin Transformer
深度学习·计算机视觉·全景图