• Variational Inference with Normalizing Flow


    Rezende D., Mohamed S. Variational Inference with Normalizing Flow. ICML, 2015.

    VAE的先验分布很重要, 但是后验分布也很重要, 我们常常假设(q_{phi}(z|x))满足一个高斯分布, 这就大大限制了近似后验分布的逼近的准确性.
    这番假设实在是过于强烈了.
    本文提出的 normalizing flows的方法可以提高(q_{phi})的逼近能力.

    主要内容

    首先, 假设我们得到了(q_{0}(z_0|x))(通过重采样得到(z)), 此时我们通过一个可逆函数(f), 得到

    [z_1 = f(z_0), ]

    (z_1)的分布满足:

    [q(z_1) = q(z_0) |mathrm{det} abla_z f^{-1}| = q(z_0) |mathrm{det} abla f|^{-1}. ]

    以此类推可得:

    [z_K = f_K circ cdots circ f_2 circ f_1(z_0), \ ln q_K(z_K) = ln q_0(z_0) - sum_{k=1}^K ln |mathrm{det} abla_{z_{k-1}} f_k|. ]

    也就是说, 只要我们能计算出Jacobian行列式, 那么后验分布的近似能力就大大提高了.

    此时ELBO的负数形式为:

    [egin{array}{ll} mathcal{F}(x) &= mathbb{E}_{q_{phi}(z|x)}[ln q_{phi}(z|x) - ln p_{ heta}(x,z)] \ &= mathbb{E}_{q_{0}(z_0)}[ln q_{K}(z_K) - ln p_{ heta}(x,z_K)] \ &= mathbb{E}_{q_0(z_0)}[ln q_0(z_0)] - mathbb{E}_{q_0(z_0)}[sum_{k=1}^Kln |mathrm{det} abla_{z_{k-1}} f_k|] \ & + mathbb{E}_{q_0(z_0)} [ln p_{ heta}(x,z_K)]. end{array} ]

    注:因为最后一项和(q_K)无关, 可以由采样直接近似.

    一些合适的可逆变换

    [f(z) = z + u h(w^Tz + b), ]

    其中(h)是一个非线性的激活函数. 则

    [psi(z) = h'(w^Tz+b)w \ |mathrm{det} abla_z f| = |1 + u^T psi(z)|. ]

    [f(z) = z + eta cdot h(alpha, gamma)(z-z_0), \ gamma = |z - z_0|, h(alpha, gamma) = 1/ (alpha + gamma). ]

    此时

    [|mathrm{det} abla_z f| = [1 + eta h(alpha, gamma)]^{d-1}[1+eta h(alpha, gamma) + eta h'(alpha, gamma) gamma]. ]

    其中(d)(z)的维度.

    代码

    非官方代码

  • 相关阅读:
    vue模拟接口数据
    修改placeholder的颜色
    network is unreachable mongodb
    数字转时间
    前端下载流文件
    jquery的AJAX中各个事件执行顺序
    移动端谨慎使用overflow:hidden
    时间函数整理
    background-size使用时的注意点
    关于iframe
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/MTandHJ/p/14583607.html
Copyright © 2020-2023  润新知