Генерация изображений байесовскими методами

Исследователи из Мюнхенского университета предложили методику генерации изображений, основанную на байесовском выводе. Экспериментальная модель, которая получила название Bayesian Sample Inference (BSI), имитирует процесс постепенного уточнения данных: ее инференс начинается с «размытого» представления об изображении и последовательно корректируется с использованием шумовых измерений до финального результата. По заверениям авторов, их метод позволяет точнее воспроизводить распределение данных, чем классические решения на основе диффузии.

BSI-модель стартует с априорного распределения, где начальная точность намеренно задаётся низкой — это эквивалентно «размытой картинке», покрывающей всё множество возможных изображений. На каждом шаге генерации, предиктор, построенный на U-Net или ViT, анализирует текущий промежуточный «результат» и генерирует оценку соответствия относительно "идеального" изображения, который, в свою очередь, участвует в пересчете среднего значения и точности для следующего шага генерации.

Такой подход позволяет BSI-модели балансировать между имеющимися знаниями и новыми данными, избегая переобучения и сохраняя разнообразие генерации. Эксперименты выявили, что BSI сохраняет разнообразие сгенерированных образцов даже при малом числе шагов — это выгодно отличает её от аналогов, склонных к «повторяющимся» генерациям.

BSI напрямую сравнивали с диффузионными VDM- и EDM-моделями и BFNs. Оказалось, что BSI-архитектура не только включает BFNs как частный случай, но и превосходит их в тестах на правдоподобие. Например, на наборах CIFAR10 и ImageNet BSI показала лучшие результаты, достигнув 2.64 (BFNs) и 3.22 (VDM) бит на измерение соответственно, но не смогла превзойти модели с точным расчетом правдоподобия (i-DODE).

Эта новая потенциально методика может стать гейм-чейнджером для генерации изображений.

Практическая реализация метода доступна в репозитории проекта на Github (https://github.com/martenlienen/bsi), где представлены инструменты для инференса (https://github.com/martenlienen/bsi?tab=readme-ov-file#getting-started), обучения (https://github.com/martenlienen/bsi?tab=readme-ov-file#training) и файнтюнинга (https://github.com/martenlienen/bsi?tab=readme-ov-file#fine-tuning).

Лицензирование: MIT License.

Arxiv (https://arxiv.org/abs/2502.07580)

GitHub (https://github.com/martenlienen/bsi)

Источник: github.com

Комментарии: