Diffusion Model(扩散模型

基本概念:

Denoise的次数是预先设定好的,是将同一个denoise反复使用

但是由于每一步他的noise程度不同

因此多输入一个数表示noise严重程度(越大noise越严重),Denoise将通过不同的step来做出不同的回应

Denoise模块:

Noise Predicter输入一个带noise的图片和代表noise严重程度的数字,输出一个带noise的图,输入数据减去噪得到输出,是因为这种方式得到noise再减去,比得到一张图带noise更加的容易,也就是得到noise比得到图更容易。

DDPM:

加噪过程:

 加噪公式

数据准备:

\beta _{1},\beta _{2}...\beta _{T},是事先设置好的数β会随着t越来越大

x_{t}表示在时间步t时的数据(例如图像),通常是带有噪声的数据。

x_{t-1} 表示在前一个时间步t-1时的数据。

本以为加噪过程:是一步一步加噪

实际一步到位:

假如x_{0}按照公式到x_{1}

### 扩散模型概述 扩散模型是一种强大的生成模型,在机器学习领域内获得了广泛关注。这类模型通过逐步向数据添加噪声来学习复杂分布,并能够逆过程去噪以生成新的样本[^1]。 #### 工作原理 在扩散模型中,前向过程涉及将高斯噪声逐渐加入到初始数据点上;而反向过程中,则试图从未知的纯噪声状态恢复原始模式特征。此机制允许模型捕捉输入空间内的细微结构变化并有效模拟多模态现象。 ```python import torch.nn as nn class DiffusionModel(nn.Module): def __init__(self, timesteps=1000): super(DiffusionModel, self).__init__() self.timesteps = timesteps def forward_process(self, x_0): """Add noise to input over time steps.""" pass def reverse_process(self, noisy_x_t, timestep): """Remove noise from input at given step.""" pass ``` #### 应用场景 扩散模型已被应用于图像合成、语音处理等多个方面。特别是在计算机视觉任务里表现突出,比如超分辨率重建以及风格迁移等操作均能取得优异效果。此外,在自然语言处理方向也有着潜在的应用价值,可用于文本摘要生成或是翻译系统的改进工作之中。 #### 实现细节 为了构建一个有效的扩散模型框架,通常会采用变分自编码器(VAE)或流形映射的思想来进行设计。具体来说就是定义一系列连续的时间步长下的转换函数q(x_{t}|x_{t−1})用于描述加噪流程,同时估计p_theta(x_{T},...,x_0),即从最终含最大量随机性的表示回到原样貌的概率密度函数。这一系列计算往往依赖于深度神经网络完成参数化表达。
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