有条件的生成对抗网络(CGANS)在课堂条件生成任务中显示出卓越的结果。为了同时控制多个条件,CGAN需要多标签训练数据集,其中可以将多个标签分配给每个数据实例。然而,巨大的注释成本限制了在现实世界中多标签数据集的可访问性。因此,我们探索称为单个正设置的实用设置,其中每个数据实例仅由一个没有明确的负标签的一个正标记。为了在单个正面设置中生成多标签数据,我们提出了一种基于马尔可夫链蒙特卡洛方法的新型抽样方法,称为单一标记(S2M)采样。作为一种广泛适用的“附加”方法,我们提出的S2M采样使现有的无条件和有条件的gans能够以最小的注释成本绘制高质量的多标签数据。在真实图像数据集上进行的广泛实验可以验证我们方法的有效性和正确性,即使与经过完全注释的数据集训练的模型相比。
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我们提出了一种具有多个鉴别器的生成的对抗性网络,其中每个鉴别者都专门用于区分真实数据集的子集。这种方法有助于学习与底层数据分布重合的发电机,从而减轻慢性模式崩溃问题。从多项选择学习的灵感来看,我们引导每个判别者在整个数据的子集中具有专业知识,并允许发电机在没有监督训练示例和鉴别者的数量的情况下自动找到潜伏和真实数据空间之间的合理对应关系。尽管使用多种鉴别器,但骨干网络在鉴别器中共享,并且培训成本的增加最小化。我们使用多个评估指标展示了我们算法在标准数据集中的有效性。
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具有集群潜在空间的生成对抗网络(GANS)可以以完全无监督的方式执行条件生成。在现实世界中,未标记数据的突出属性可能是不平衡的。但是,现有的大多数无监督的条件GAN不能正确地将这些数据的群集属于它们的潜在空间,因为它们假设属性的均匀分布。为了解决这个问题,我们理论上派生的斯坦潜在优化,提供了在连续潜在空间中之前的高斯混合物的潜在分布参数的重新传播参数的梯度估计。在结构上,我们引入了编码器网络和新颖的无监督条件对比丢失,以确保从单个混合组件生成的数据表示单个属性。我们确认,即使在没有属性信息的情况下。此外,我们证明可以使用少量探测数据来操纵所学习的属性。
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有条件的生成模型旨在学习数据和标签的基础联合分布,以实现有条件的数据生成。其中,辅助分类器生成的对抗网络(AC-GAN)已被广泛使用,但遭受了生成样品的阶层内多样性的问题。本文指出的基本原因是,AC-GAN的分类器是生成器 - 静脉器,因此不能为发电机提供接近联合分布的信息指导,从而最小化条件熵,从而减少了阶级内的阶级。多样性。在这种理解的推动下,我们提出了一个具有辅助判别分类器(ADC-GAN)的新型条件gan,以解决上述问题。具体而言,提出的辅助判别分类器通过识别真实数据的类标签和生成的数据而成为生成器感知。我们的理论分析表明,即使没有原始歧视者,发电机也可以忠实地学习联合分布,从而使拟议的ADC-GAN可靠,可适应该系数超参数的价值和GAN损失的选择,并在训练过程中稳定。关于合成和现实世界数据集的广泛实验结果表明,与基于最新的分类器和基于基于投影的条件gan相比,有条件生成建模中ADC-GAN的优势。
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Trying to capture the sample-label relationship, conditional generative models often end up inheriting the spurious correlation in the training dataset, giving label-conditional distributions that are severely imbalanced in another latent attribute. To mitigate such undesirable correlations engraved into generative models, which we call spurious causality, we propose a general two-step strategy. (a) Fairness Intervention (FI): Emphasize the minority samples that are hard to be generated due to the spurious correlation in the training dataset. (b) Corrective Sampling (CS): Filter the generated samples explicitly to follow the desired label-conditional latent attribute distribution. We design the fairness intervention for various degrees of supervision on the spurious attribute, including unsupervised, weakly-supervised, and semi-supervised scenarios. Our experimental results show that the proposed FICS can successfully resolve the spurious correlation in generated samples on various datasets.
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我们研究了GaN调理问题,其目标是使用标记数据将普雷雷尼的无条件GaN转换为条件GaN。我们首先识别并分析这一问题的三种方法 - 从头开始​​,微调和输入重新编程的条件GaN培训。我们的分析表明,当标记数据的数量很小时,输入重新编程执行最佳。通过稀缺标记数据的现实世界情景,我们专注于输入重编程方法,并仔细分析现有算法。在识别出先前输入重新编程方法的一些关键问题之后,我们提出了一种名为INREP +的新算法。我们的算法INREP +解决了现有问题,具有可逆性神经网络的新颖用途和正面未标记(PU)学习。通过广泛的实验,我们表明Inrep +优于所有现有方法,特别是当标签信息稀缺,嘈杂和/或不平衡时。例如,对于用1%标记数据调节CiFar10 GaN的任务,Inrep +实现了82.13的平均峰值,而第二个最佳方法达到114.51。
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这项工作提出了一种基于连续的子空间学习(SSL)的生成建模方法。与文献中的大多数生成模型不同,我们的方法不利用神经网络来分析基本源分布和合成图像。所得的方法称为渐进属性引导可扩展的鲁棒图像生成(PAGER)模型,在数学透明度,渐进式内容生成,较低的训练时间,较少的训练样本以及对条件图像生成的扩展性方面具有优势。 Pager由三个模块组成:核心生成器,分辨率增强器和质量助推器。核心发电机了解低分辨率图像的分布并执行无条件的图像生成。分辨率增强子通过条件产生增加图像分辨率。最后,质量助推器为生成的图像增加了更细节。进行了有关MNIST,时尚摄影和Celeba数据集的广泛实验,以证明Pager的生成性能。
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可控生成是成功采用现实世界应用中深度生成模型的关键要求之一,但它仍然是一个巨大的挑战。特别地,产生新颖概念组合的组成能力对于大多数目前的模型来说是遥不可及的。在这项工作中,我们使用基于能量的模型(EBMS)来处理一组属性上的组成生成。为了使它们可扩展到高分辨率图像生成,我们在培训的前期生成模型等潜在空间中引入eBM,例如样式。我们提出了一种新的EBM制剂,代表数据和属性的联合分布在一起,我们展示了如何对其进行采样作为解决常规方程(ODE)。考虑到预先训练的生成器,我们需要可控生成的所有都是训练属性分类器。使用ODES采样是有效的在潜在的空间中完成,并且对HyperParameter具有稳健性。因此,我们的方法简单,速度快,并有效地样本。实验结果表明,我们的方法在条件采样和顺序编辑中表明了最先进的。在组成生成中,我们的方法在零拍摄生成的不均义属性组合中卓越。此外,通过用逻辑运算符组成能量函数,这项工作是第一个实现在发电量1024x1024的光处理图像中实现这种组成性的。代码可在https://github.com/nvlabs/lace中获得。
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基于能量的模型(EBMS)最近成功地代表了少量图像的复杂分布。然而,对它们的抽样需要昂贵的马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)迭代在高维像素空间中缓慢混合。与EBMS不同,变形AutoEncoders(VAES)快速生成样本,并配备潜在的空间,使得数据歧管的快速遍历。然而,VAE倾向于将高概率密度分配到实际数据分布之外的数据空间中的区域,并且经常在产生清晰图像时失败。在本文中,我们提出了VAE的一个共生组成和ebm的vaebm,提供了两个世界的eBM。 VAEBM使用最先进的VAE捕获数据分布的整体模式结构,它依赖于其EBM组件,以明确地从模型中排除非数据样区域并优化图像样本。此外,VAEBM中的VAE组件允许我们通过在VAE的潜空间中重新处理它们来加速MCMC更新。我们的实验结果表明,VAEBM在几个基准图像数据集上以大量边距开辟了最先进的VAES和EBMS。它可以产生高于256 $ \倍的高质量图像,使用短MCMC链。我们还证明了VAEBM提供了完整的模式覆盖范围,并在分配外检测中表现良好。源代码可在https://github.com/nvlabs/vaebm上获得
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虽然生成的对抗网络(GaN)是他们对其更高的样本质量的流行,而与其他生成模型相反,但是它们遭受同样困难的产生样本的难度。必须牢记各个方面,如产生的样本的质量,课程的多样性(在课堂内和类别中),使用解除戒开的潜在空间,所述评估度量的协议与人类感知等。本文,我们提出了一个新的评分,即GM分数,这取得了各种因素,如样品质量,解除戒备的代表,阶级,级别的阶级和级别多样性等各种因素,以及诸如精确,召回和F1分数等其他指标用于可怜的性深度信仰网络(DBN)和限制Boltzmann机(RBM)的潜在空间。评估是针对不同的GANS(GAN,DCGAN,BIGAN,CGAN,CONFORDGON,LSGAN,SGAN,WAN,以及WGAN改进)的不同GANS(GAN,DCGAN,BIGAN,SCAN,WANT)在基准MNIST数据集上培训。
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We introduce a new generative model where samples are produced via Langevin dynamics using gradients of the data distribution estimated with score matching. Because gradients can be ill-defined and hard to estimate when the data resides on low-dimensional manifolds, we perturb the data with different levels of Gaussian noise, and jointly estimate the corresponding scores, i.e., the vector fields of gradients of the perturbed data distribution for all noise levels. For sampling, we propose an annealed Langevin dynamics where we use gradients corresponding to gradually decreasing noise levels as the sampling process gets closer to the data manifold. Our framework allows flexible model architectures, requires no sampling during training or the use of adversarial methods, and provides a learning objective that can be used for principled model comparisons. Our models produce samples comparable to GANs on MNIST, CelebA and CIFAR-10 datasets, achieving a new state-of-the-art inception score of 8.87 on CIFAR-10. Additionally, we demonstrate that our models learn effective representations via image inpainting experiments.
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已知大型预训练的生成模型偶尔提供出于各种原因可能不希望的样品。减轻这种情况的标准方法是以不同的方式重新培养模型。在这项工作中,我们采用了一种不同,更友好的方法,并调查了如何在训练后将模型置于模型之后,以便忘记某些样本。我们为gan提供了三种不同的算法,这些算法在描述了遗忘的样本方面有所不同。对现实世界图像数据集的广泛评估表明,我们的算法能够忘记数据,同时以全面重新训练成本的一小部分保留高生成质量。
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现代生成模型大致分为两个主要类别:(1)可以产生高质量随机样品但无法估算新数据点的确切密度的模型,以及(2)提供精确密度估计的模型,以样本为代价潜在空间的质量和紧凑性。在这项工作中,我们提出了LED,这是一种与gan密切相关的新生成模型,不仅允许有效采样,而且允许有效的密度估计。通过最大程度地提高对数可能的歧视器输出,我们得出了一个替代对抗优化目标,鼓励生成的数据多样性。这种表述提供了对几种流行生成模型之间关系的见解。此外,我们构建了一个基于流的生成器,该发电机可以计算生成样品的精确概率,同时允许低维度变量作为输入。我们在各种数据集上的实验结果表明,我们的密度估计器会产生准确的估计值,同时保留了生成的样品质量良好。
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为了稳定地训练生成对抗网络(GAN),将实例噪声注入歧视器的输入中被认为是理论上的声音解决方案,但是,在实践中尚未实现其承诺。本文介绍了采用高斯混合物分布的扩散 - 在正向扩散链的所有扩散步骤中定义,以注入实例噪声。从观察到或生成的数据扩散的混合物中的随机样品被作为歧视器的输入。通过将其梯度通过前向扩散链进行反向传播来更新,该链的长度可自适应地调节以控制每个训练步骤允许的最大噪声与数据比率。理论分析验证了所提出的扩散gan的声音,该扩散器提供了模型和域 - 不可分割的可区分增强。在各种数据集上进行的一系列实验表明,扩散 - GAN可以提供稳定且具有数据效率的GAN训练,从而使对强GAN基准的性能保持一致,以综合构成照片现实的图像。
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在学习断开分布时,已知生成对抗网络(GAN)面临模型错误指定。实际上,从单峰潜伏分布到断开连接的连续映射是不可能的,因此甘斯一定会在目标分布支持之外生成样品。这提出了一个基本问题:最小化这些领域的衡量标准的潜在空间分区是什么?基于几何测量理论的最新结果,我们证明,最佳甘恩必须将其潜在空间构造为“简单群集” - 一个voronoi分区,其中细胞是凸锥 - 当潜在空间的尺寸大于大于的数量时模式。在此配置中,每个Voronoi单元格映射到数据的不同模式。我们在gan学习断开的歧管的最佳精度上得出了上限和下限。有趣的是,这两个界限具有相同的减小顺序:$ \ sqrt {\ log m} $,$ m $是模式的数量。最后,我们执行了几项实验,以表现出潜在空间的几何形状,并在实验上表明gan具有与理论相似的几何形状。
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生成对抗网络(GAN)是现实图像合成的最新生成模型之一。虽然培训和评估GAN变得越来越重要,但当前的GAN研究生态系统并未提供可靠的基准,以始终如一地进行评估。此外,由于GAN实施很少,因此研究人员将大量时间用于重现基线。我们研究了GAN方法的分类法,并提出了一个名为Studiogan的新开源库。 Studiogan支持7种GAN体系结构,9种调理方法,4种对抗损失,13个正则化模块,3个可区分的增强,7个评估指标和5个评估骨干。通过我们的培训和评估协议,我们使用各种数据集(CIFAR10,ImageNet,AFHQV2,FFHQ和Baby/Papa/Granpa-Imagenet)和3个不同的评估骨干(InceptionV3,Swav,Swav和Swin Transformer)提出了大规模的基准。与GAN社区中使用的其他基准不同,我们在统一的培训管道中培训了包括Biggan,stylegan2和stylegan3在内的代表GAN,并使用7个评估指标量化了生成性能。基准测试评估其他尖端生成模型(例如,stylegan-xl,adm,maskgit和rq-transformer)。 Studiogan提供了预先训练的权重的GAN实现,培训和评估脚本。 Studiogan可从https://github.com/postech-cvlab/pytorch-studiogan获得。
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我们开发了一个探索漏洞利用马尔可夫链Monte Carlo算法($ \ OperatorName {ex ^ 2mcmc} $),它结合了多个全局提议和本地移动。所提出的方法是巨大的平行化和极其计算的高效。我们证明$ \ operatorname {ex ^ 2mcmc} $下的$ v $ v $ -unique几何ergodicity在现实条件下,并计算混合速率的显式界限,显示多个全局移动带来的改进。我们展示$ \ operatorname {ex ^ 2mcmc} $允许通过提出依赖全局移动的新方法进行微调剥削(本地移动)和探索(全球移动)。最后,我们开发了一个自适应方案,$ \ OperatorName {Flex ^ 2mcmc} $,它学习使用归一化流的全局动作的分布。我们说明了许多经典采样基准测试的$ \ OperatorName {ex ^ 2mccmc} $及其自适应版本的效率。我们还表明,这些算法提高了对基于能量的模型的抽样GAN的质量。
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我们研究了一种基于对抗性训练(AT)的学习基于能量的模型(EBM)的新方法。我们表明(二进制)学习一种特殊的能量功能,可以模拟数据分布的支持,并且学习过程与基于MCMC的EBM的最大似然学习密切相关。我们进一步提出了改进的与AT生成建模的技术,并证明这种新方法能够产生多样化和现实的图像。除了具有竞争性的图像生成性能到明确的EBM外,研究的方法还可以稳定训练,非常适合图像翻译任务,并且表现出强大的分布外对抗性鲁棒性。我们的结果证明了AT生成建模方法的生存能力,表明AT是学习EBM的竞争性替代方法。
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现代生成型号在包括图像或文本生成和化学分子建模的各种任务中获得优异的品质。然而,现有方法往往缺乏通过所要求的属性产生实例的基本能力,例如照片中的人的年龄或产生的分子的重量。包含此类额外的调节因子将需要重建整个架构并从头开始优化参数。此外,难以解除选定的属性,以便仅在将其他属性中执行不变的同时执行编辑。为了克服这些限制,我们提出插件(插件生成网络),这是一种简单而有效的生成技术,可以用作预先训练的生成模型的插件。我们的方法背后的想法是使用基于流的模块将纠缠潜在的潜在表示转换为多维空间,其中每个属性的值被建模为独立的一维分布。因此,插件可以生成具有所需属性的新样本,以及操作现有示例的标记属性。由于潜在代表的解散,我们甚至能够在数据集中的稀有或看不见的属性组合生成样本,例如具有灰色头发的年轻人,有妆容的男性或胡须的女性。我们将插入与GaN和VAE模型组合并将其应用于图像和化学分子建模的条件生成和操纵。实验表明,插件保留了骨干型号的质量,同时添加控制标记属性值的能力。
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We show that diffusion models can achieve image sample quality superior to the current state-of-the-art generative models. We achieve this on unconditional image synthesis by finding a better architecture through a series of ablations. For conditional image synthesis, we further improve sample quality with classifier guidance: a simple, compute-efficient method for trading off diversity for fidelity using gradients from a classifier. We achieve an FID of 2.97 on ImageNet 128×128, 4.59 on ImageNet 256×256, and 7.72 on ImageNet 512×512, and we match BigGAN-deep even with as few as 25 forward passes per sample, all while maintaining better coverage of the distribution. Finally, we find that classifier guidance combines well with upsampling diffusion models, further improving FID to 3.94 on ImageNet 256×256 and 3.85 on ImageNet 512×512. We release our code at https://github.com/openai/guided-diffusion.
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