Continuity Equation

定义#

若给定一条Lipschitz曲线$\mu:[0,1]\rightarrow \mathcal{W}_p(\Omega)$,将满足以下条件的任意向量场$v:[0,1]\times \Omega\rightarrow \mathbb{R}^d$定义为向量场:

Flow Matching

概览#

通过确保模型预测的向量场与描述数据点实际运动的向量场之间的动态特性保持一致,从而确保通过CNFs(Conditional Normalizing Flows)变换得到最终概率分布与期望的目标分布相一致。

Normalizing Flows

符号定义#

  • $\mathbb{R}^d$表示数据空间,其中数据点$x=(x^1,\cdots,x^d)\in\mathbb{R}^d$
  • 概率密度路径$p:[0,1]\times \mathbb{R}^d\rightarrow \mathbb{R}_{\ge 0}$是一个时变概率密度函数,且$\int p_t(x)dx=1$
  • 时变向量场$v:[0,1]\times \mathbb{R}^d\rightarrow \mathbb{R}^d$,可用以构造微分同胚映射,该映射称为流
  • 流$\phi:[0,1]\times \mathbb{R}^d\rightarrow \mathbb{R}^d$,通过常微分方程定义:$$\frac{d}{dt}\phi_t(x)=v_t(\phi_t(x)) \tag{1}$$

连续归一化流(Continuous Normalizing Flows)定义#

Chen et al.(2018)提出使用神经网络对向量场$v_t$进行建模,即重参数化为$v_t(x;\theta)$,其中$\theta\in \mathbb{R}^p$是可学习的参数。连续归一化流模型CNFs即得到了流$\phi_t$的深度参数化模型。

VAE

Vanilla VAE#

理论推导#

VAE的损失函数如下