Schr\"odinger Bridge (SB) is an entropy-regularized optimal transport problem that has received increasing attention in deep generative modeling for its mathematical flexibility compared to the Scored-based Generative Model (SGM). However, it remains unclear whether the optimization principle of SB relates to the modern training of deep generative models, which often rely on constructing log-likelihood objectives.This raises questions on the suitability of SB models as a principled alternative for generative applications. In this work, we present a novel computational framework for likelihood training of SB models grounded on Forward-Backward Stochastic Differential Equations Theory - a mathematical methodology appeared in stochastic optimal control that transforms the optimality condition of SB into a set of SDEs. Crucially, these SDEs can be used to construct the likelihood objectives for SB that, surprisingly, generalizes the ones for SGM as special cases. This leads to a new optimization principle that inherits the same SB optimality yet without losing applications of modern generative training techniques, and we show that the resulting training algorithm achieves comparable results on generating realistic images on MNIST, CelebA, and CIFAR10. Our code is available at https://github.com/ghliu/SB-FBSDE.


翻译:“SB”是一个在数学灵活性方面与基于分数的生成模型(SGM)相比,其数学灵活性的深基因模型模型日益受到关注。然而,SB的最佳原则是否与深基因模型的现代培训相关,往往依赖建立日志相似的目标。 这就提出了SB模型是否适合作为基因化应用的一项有原则的替代方案的问题。在这项工作中,我们提出了一个新的计算框架,用于对基于前方-Backward Sockward Stoparical Equalations Theory的SB模型进行可能的培训,这种模型的数学方法出现在将SB的最佳性条件转换成一套SDEs的最佳控制系统中。但是,SB的最优化原则仍然不清楚。 奇怪的是,这些SDA可以用来构建SB的可能目标,令人惊讶的是,将SGM的模型作为特殊案例加以概括。这导致一种新的优化原则,即SB的最佳性继承了同样的SB,同时又不丧失现代基因化培训技术的应用,我们显示,由此产生的培训算法是我们在SEL-FA/MIS/CLA的可比较的图像上取得的结果。

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