A simple generative model based on a continuous-time normalizing flow between any pair of base and target probability densities is proposed. The velocity field of this flow is inferred from the probability current of a time-dependent density that interpolates between the base and the target in finite time. Unlike conventional normalizing flow inference methods based the maximum likelihood principle, which require costly backpropagation through ODE solvers, our interpolant approach leads to a simple quadratic loss for the velocity itself which is expressed in terms of expectations that are readily amenable to empirical estimation. The flow can be used to generate samples from either the base or target, and to estimate the likelihood at any time along the interpolant. In addition, the flow can be optimized to minimize the path length of the interpolant density, thereby paving the way for building optimal transport maps. The approach is also contextualized in its relation to diffusions. In particular, in situations where the base is a Gaussian density, we show that the velocity of our normalizing flow can also be used to construct a diffusion model to sample the target as well as estimating its score. This allows one to map methods based on stochastic differential equations to those using ordinary differential equations, simplifying the mechanics of the model, but capturing equivalent dynamics. Benchmarking on density estimation tasks illustrates that the learned flow can match and surpass maximum likelihood continuous flows at a fraction of the conventional ODE training costs.


翻译:提出了一个基于任何一对基数和目标概率密度之间连续时间正常流动的简单基因化模型。 这一流动的速度字段是从一个取决于时间的密度的概率流中推断出来的,这种密度在一定时间里在基数和目标之间互插。不同于以最大可能性原则为基础的常规正常流推推法,它要求通过 ODE 求解器进行代价高昂的反向分析,我们的内插方法导致速度本身的简单二次损失,其表现为易于根据经验估计的预期值。该流动可以用来从基数或目标中提取样本,并随时在内插线中估算可能性。此外,该流动可以优化,以尽量减少内插密度的路径长度,从而为建立最佳运输地图铺路。这个方法在与扩散的关系上也有一定的背景。特别是,在基数为测量密度的情形下,我们正常流的速度也可以用来构建一个扩散模型,用以抽样目标,在估计普通的流量和内插图时,在对等量的进度中,将模型的精确度调整到比值上。这可以使一个地图方法以模型为基础,以模型为基础,将模型和模型推算出模型推算模型推算出模型的进度的模型,从而推算出模型推算出模型推算的模型推算的模型推算。

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