Generative diffusion models apply the concept of Langevin dynamics in physics to machine leaning, attracting a lot of interests from engineering, statistics and physics, but a complete picture about inherent mechanisms is still lacking. In this paper, we provide a transparent physics analysis of diffusion models, formulating the fluctuation theorem, entropy production, equilibrium measure, and Franz-Parisi potential to understand the dynamic process and intrinsic phase transitions. Our analysis is rooted in a path integral representation of both forward and backward dynamics, and in treating the reverse diffusion generative process as a statistical inference, where the time-dependent state variables serve as quenched disorder akin to that in spin glass theory. Our study thus links stochastic thermodynamics, statistical inference and geometry based analysis together to yield a coherent picture about how the generative diffusion models work.


翻译:生成扩散模型将物理学中的朗之万动力学概念应用于机器学习,引起了工程学、统计学和物理学领域的广泛关注,但其内在机制的完整图景仍不清晰。本文为扩散模型提供了一个清晰的物理学分析,通过阐述涨落定理、熵产生、平衡测度以及Franz-Parisi势来理解其动态过程与内在相变。我们的分析植根于正向与反向动力学的路径积分表示,并将反向扩散生成过程视为一种统计推断——其中随时间变化的状态变量起到了类似于自旋玻璃理论中淬火无序的作用。因此,本研究将随机热力学、统计推断与基于几何的分析联系起来,为生成扩散模型的工作原理提供了一个连贯的图景。

0
下载
关闭预览

相关内容

牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月17日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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
1+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Recent advances in deep learning theory
Arxiv
52+阅读 · 2020年12月20日
VIP会员
最新内容
人工智能在战场行动中的演进及伊朗案例
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:08
美AI公司Anthropic推出网络安全模型“Mythos”
专知会员服务
2+阅读 · 今天12:58
【博士论文】面向城市环境的可解释计算机视觉
专知会员服务
0+阅读 · 今天12:57
大语言模型的自改进机制:技术综述与未来展望
专知会员服务
0+阅读 · 今天12:50
《第四代军事特种作战部队选拔与评估》
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:23
相关资讯
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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
1+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员