Diffusion models have recently attained significant interest within the community owing to their strong performance as generative models. Furthermore, its application to inverse problems have demonstrated state-of-the-art performance. Unfortunately, diffusion models have a critical downside - they are inherently slow to sample from, needing few thousand steps of iteration to generate images from pure Gaussian noise. In this work, we show that starting from Gaussian noise is unnecessary. Instead, starting from a single forward diffusion with better initialization significantly reduces the number of sampling steps in the reverse conditional diffusion. This phenomenon is formally explained by the contraction theory of the stochastic difference equations like our conditional diffusion strategy - the alternating applications of reverse diffusion followed by a non-expansive data consistency step. The new sampling strategy, dubbed Come-Closer-Diffuse-Faster (CCDF), also reveals a new insight on how the existing feed-forward neural network approaches for inverse problems can be synergistically combined with the diffusion models. Experimental results with super-resolution, image inpainting, and compressed sensing MRI demonstrate that our method can achieve state-of-the-art reconstruction performance at significantly reduced sampling steps.


翻译:传播模型由于其作为基因模型的强效性能,最近在社区中引起了极大的兴趣;此外,它应用于反向问题,显示了其最新性能;不幸的是,传播模型有一个关键的下坡点,它们从本质上是抽样缓慢的,需要几千个迭代步骤才能从纯高山噪音中产生图像;在这项工作中,我们表明,从高山噪音开始是没有必要的。相反,从单一的向前扩散开始,经过更好的初始化,大大减少了反向条件扩散的取样步骤的数量。这种现象由我们有条件的传播战略等随机差异方程式的收缩理论正式解释,即逆向扩散的交替应用,随后是非爆炸性数据一致性步骤。新的取样战略,即假冒的Come-Closter-Diffuse-Faster(CCDFDF),还揭示了一种新的认识,即现有反向电传的神经网络方法如何与扩散模型协同使用。实验结果与超分辨率、图像绘制图像和压缩感测MRI等模型,表明我们的方法可以大幅降低采样步骤的状态。

0
下载
关闭预览

相关内容

【AAAI2021】对比聚类,Contrastive Clustering
专知会员服务
76+阅读 · 2021年1月30日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月14日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月11日
Arxiv
3+阅读 · 2020年7月16日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员