Diffusion probabilistic models (DPMs) are a powerful class of generative models known for their ability to generate high-fidelity image samples. A major challenge in the implementation of DPMs is the slow sampling process. In this work, we bring a high-efficiency sampler for DPMs. Specifically, we propose a score-based exact solution paradigm for the diffusion ODEs corresponding to the sampling process of DPMs, which introduces a new perspective on developing numerical algorithms for solving diffusion ODEs. To achieve an efficient sampler, we propose a recursive derivative estimation (RDE) method to reduce the estimation error. With our proposed solution paradigm and RDE method, we propose the score-integrand solver with the convergence order guarantee as efficient solver (SciRE-Solver) for solving diffusion ODEs. The SciRE-Solver attains state-of-the-art (SOTA) sampling performance with a limited number of score function evaluations (NFE) on both discrete-time and continuous-time DPMs in comparison to existing training-free sampling algorithms. Such as, we achieve $3.48$ FID with $12$ NFE and $2.42$ FID with $20$ NFE for continuous-time DPMs on CIFAR10, respectively. Different from other samplers, SciRE-Solver has the promising potential to surpass the FIDs achieved in the original papers of some pre-trained models with a small NFEs. For example, we reach SOTA value of $2.40$ FID with $100$ NFE for continuous-time DPM and of $3.15$ FID with $84$ NFE for discrete-time DPM on CIFAR-10, as well as of $2.17$ ($2.02$) FID with $18$ ($50$) NFE for discrete-time DPM on CelebA 64$\times$64.


翻译:扩散概率模型(DPMs)是一类强大的生成模型,以其生成高保真图像样本的能力而闻名。DPMs实现中的主要挑战在于其采样过程速度缓慢。本文提出了一种面向DPMs的高效采样器。具体而言,我们为对应DPMs采样过程的扩散ODE提出了一种基于分数的精确求解范式,这为开发求解扩散ODE的数值算法提供了新视角。为实现高效采样器,我们提出了一种递归导数估计(RDE)方法来降低估计误差。基于所提出的求解范式与RDE方法,我们提出了具有收敛阶保证的分数积分求解器(SciRE-Solver),作为求解扩散ODE的高效求解器。与现有免训练采样算法相比,SciRE-Solver在离散时间和连续时间DPMs上均能以有限次评分函数评估(NFE)实现最先进的采样性能。例如,在CIFAR-10数据集上,对于连续时间DPMs,我们在12次NFE下达到3.48的FID,在20次NFE下达到2.42的FID。与其他采样器不同,SciRE-Solver具有显著潜力:在少量NFE下即可超越某些预训练模型原始论文报告的FID值。例如,在CIFAR-10数据集上,我们以100次NFE对连续时间DPM达到2.40的FID最先进值,以84次NFE对离散时间DPM达到3.15的FID;在CelebA 64×64数据集上,以18次(50次)NFE对离散时间DPM达到2.17(2.02)的FID。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
1+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员