VAE(变分自编码器 Variational Auto-Encoder)学习笔记

图片生成任务

一张图片上像素的所有可能值决定了一张图片的分布空间,假设我们进行的是人脸生成任务,那整个人脸片只占整个空间的很小一部分,并且这个分布十分难表示。

隐变量

当我们在人脸图像中改变很小一些像素,整个图片看起来还是人脸,这就表明人脸图片的分布其实有一定的容错率,那么我们可以只保留更加粗糙的特征,任然能表示一张人脸。由此我们引入隐变量:

VAE当中使用的就是128维的隐变量。

AE(Auto - Encoder)

传统的AE方法就是找到这个隐变量,但是在生成问题中面临一个问题,就是随机选取一个隐变量可能只会生成出噪声。因为由图片生成的隐向量在整个分布空间中是稀疏的。

VAE

所以我们采用两种方法:

  • 图片不输出一个隐向量,而输出一个正太分布
  • 使所有输出的正态分布的叠加尽可能的接近一个正太分布。

上图中我们分别维编码器,隐空间和解码器设定了数学表达

输出从隐向量变为正态分布的两个参数

反向传播

上述训练的网络中有一步是不可导的,就是随机采样的哪个步骤。

因此,我们通过下面这个步骤使其可导

loss函数

包括两部分:图片重建loss和Kl散度loss(用于约束为正太分布)

优化目标

公式推导

这部分推导类似于DDPM

分别对两部分进行推导

注意到−d2log⁡(2π)-\frac{d}{2}\log(2\pi)−2dlog(2π)抵消。

然后再分开求这三项

带回式子后:

这样就得到了KL三度的计算方法。

相关推荐
tiankongdeyige3 小时前
游戏战斗系统学习第2篇:有限状态机 (FSM)
学习·游戏·typescript
an12321216 小时前
ARM嵌入式学习笔记:SPI通信协议详解
arm开发·笔记·学习
by209996 小时前
从结构体到对象:正式学习C++类的骨架、封装与this指针
c++·经验分享·学习
乌暮7 小时前
深入理解 Java 泛型:把「万能盒子」用对、用稳
java·开发语言·后端·学习
小雪崩8 小时前
嵌入式学习 day60:ARM汇编——触摸屏与SPI
汇编·arm开发·学习
问天_观心9 小时前
大模型训练与推理优化(二)
人工智能·深度学习·学习·大模型·transformer
Because_of_Her19 小时前
dfs-洪水填充技巧
笔记·算法·深度优先·洪水填充
xzal129 小时前
GESP Python笔记
笔记·python·算法
周玉奎先生10 小时前
CGM系列水泥基灌浆料型号参数解析及安庆重点工程应用匹配
经验分享·笔记·零售
海海不掉头发10 小时前
软件项目管理学习笔记-从软件危机到敏捷与DevOps
笔记·学习·devops