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发散即不确定性:流匹配后验协方差的闭式表达式

机器学习 2026-05-22 v3 计算机视觉与模式识别

摘要

流匹配已成为生成模型的主要框架,但对其样本不确定性的量化仍是未开放的问题。现有方法通过辅助方差头重新训练模型、维护高昂的集成模型,或通过大量积分步骤传播近似协方差,在训练成本、推理成本或准确性之间进行权衡。我们指出,这些权衡都不必然。通过将Tweedie公式从去噪场景推广到流匹配插值函数,我们推导出沿生成轨迹每个点后验协方差的精确闭式表达式。结果仅依赖于一个量,即所学习速度场的散度,该量可在任何预训练的流匹配模型上后处理计算,无需重新训练也无需修改网络结构。对于如MeanFlow这样的单步生成器,同一公式可在单次前向传播中得到端到端生成不确定性,消除了所有先前方法所需的多步骤方差传播。在MNIST数据集上的实验表明,所得的像素级不确定性图在语义上是有意义的,集中于数字边界处(即样本间变异最高的地方),且标量不确定性得分能够跟踪实际预测误差,总计算成本仅为集成或蒙特卡罗 dropout的约10410^4倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.00941,
  title  = {Divergence is Uncertainty: A Closed-Form Posterior Covariance for Flow Matching},
  author = {Jiarui Xing and Song Wang and Jian Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.00941},
  year   = {2026}
}

备注

9 Pages, 5 figures