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用于改进生成过程的重启采样

机器学习 2023-11-02 v2 计算机视觉与模式识别 统计计算 机器学习

摘要

涉及求解微分方程的生成过程,如扩散模型,经常需要权衡速度与质量。基于 ODE 的采样器速度快但性能趋于平稳,而基于 SDE 的采样器以更长的采样时间为代价提供更高的样本质量。我们将这种差异归因于采样误差:ODE 采样器涉及较小的离散化误差,而 SDE 中的随机性收缩了累积误差。基于这些发现,我们提出一种称为 Restart 的新颖采样算法,以更好地平衡离散化误差与收缩。该采样方法在额外的正向步骤中交替添加大量噪声,并严格遵循反向 ODE。经验上,Restart 采样器在速度与精度上均超越先前的 SDE 和 ODE 采样器。Restart 不仅优于先前最佳的 SDE 结果,还在 CIFAR-10 / ImageNet 64×6464 \times 64 上将采样速度加速了 10 倍 / 2 倍。此外,在可比的采样时间内,它获得了显著优于 ODE 采样器的样本质量。而且,在大规模基于 LAION 512×512512 \times 512 预训练的文本到图像 Stable Diffusion 模型中,Restart 比先前的采样器更好地平衡了文本-图像对齐/视觉质量与多样性。代码可在 https://github.com/Newbeeer/diffusion_restart_sampling 获取

关键词

引用

@article{arxiv.2306.14878,
  title  = {Restart Sampling for Improving Generative Processes},
  author = {Yilun Xu and Mingyang Deng and Xiang Cheng and Yonglong Tian and Ziming Liu and Tommi Jaakkola},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14878},
  year   = {2023}
}

备注

Code is available at https://github.com/Newbeeer/diffusion_restart_sampling