A normalizing flow is an invertible mapping between an arbitrary probability distribution and a standard normal distribution; it can be used for density estimation and statistical inference. Computing the flow follows the change of variables formula and thus requires invertibility of the mapping and an efficient way to compute the determinant of its Jacobian. To satisfy these requirements, normalizing flows typically consist of carefully chosen components. Continuous normalizing flows (CNFs) are mappings obtained by solving a neural ordinary differential equation (ODE). The neural ODE's dynamics can be chosen almost arbitrarily while ensuring invertibility. Moreover, the log-determinant of the flow's Jacobian can be obtained by integrating the trace of the dynamics' Jacobian along the flow. Our proposed OT-Flow approach tackles two critical computational challenges that limit a more widespread use of CNFs. First, OT-Flow leverages optimal transport (OT) theory to regularize the CNF and enforce straight trajectories that are easier to integrate. Second, OT-Flow features exact trace computation with time complexity equal to trace estimators used in existing CNFs. On five high-dimensional density estimation and generative modeling tasks, OT-Flow performs competitively to state-of-the-art CNFs while on average requiring one-fourth of the number of weights with an 8x speedup in training time and 24x speedup in inference.


翻译:正常流是一种任意概率分布和标准正态分布之间的不可翻转的图解,它可以用于密度估计和统计推断。计算流的过程可以随变量公式的变化而变化,因此,对流的过程进行计算,要求对映射进行不可翻转,并且以有效的方式计算其叶家的决定因素。为了满足这些要求,正常流通常由精心选择的组成部分组成。连续的正常流(CNFs)是通过解决神经普通差异方程式(ODE)获得的正常流(ODE)的图解。神经点的动态可以几乎任意选择,同时确保不可翻转。此外,通过将动态的雅各仪的跟踪与流动结合起来,可以取得流的对日志的定值确定值。我们提议的OT-Flow 方法解决了两个关键的计算挑战,这些挑战限制了对CNFFs的更广泛使用。首先,OT-Flow 最佳运输工具(OT) 理论通过解决神经普通差异方程式(OD) 的正规化和实行易于整合的直轨轨线。第二,OT-F-Flow特征精确追踪计算与时间复杂性等时间复杂性,在现有的CFTFTFS-S-S-S-S-S-S-S-sty-stal-stimimiml-stal-stal-st-imimimimimimpal-stal-imimimiming Sty-st-st-st-st-st-st-st-stal-st-st-stal-stal-st-st-st-st-st-st-st-stalimimtialimimimimimtial-st-stal-st-st-st-st-st-st-st-st-st-st-st-st-st-stalimimimimimimimimimal-st-st-st-st-st-st-st-stal-stal-stal-stalimptraximptraximal-stal-stal-st-ta-st-ta-ta-ta-ta-ta-ta-st-stal-st-st-st-st-st-st-st-st-st-st-stimimimimimimimimimimimimimimim

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