论文
离散扩散模型学到什么?
What Does a Discrete Diffusion Model Learn?
摘要
离散扩散模型学习什么:降噪器、得分比或桥接插件预测器?在跳跃率的层面上,这些是不同坐标中的一个对象,并且读取错误坐标中的神经网络会改变正在训练和采样的过程。从对任何噪声过程(包括边界项)的连续时间马尔可夫链(CTMC)ELBO 的严格推导开始,我们证明了 \emph{Oracle Distance} 定理:负 ELBO 完全等于数据熵加上从 Oracle 逆向过程到学习过程的路径 KL,而不仅仅是一个界限。因此,其独特的优化器是给定当前噪声状态的真实反向跳跃率的条件期望,其不可约成本是前向过程$Z_t$破坏有关干净数据$Z_0$、$-\tfrac{d}{dt}I(Z_0; Z_t)$的信息的速率,因此每个噪声过程共享相同的最佳可实现的负ELBO:数据熵。对于具有标记分解噪声的序列,预言机投影会为优化器生成三个精确坐标:降噪器、腔(桥接插件)和得分,并在它们之间进行封闭式转换。该框架确定了文献中的每种损失实际上优化了哪些法则,将 MDM、UDM、SEDD 和 GIDD 作为特殊情况恢复;解释了为什么降噪器和腔在掩蔽扩散中一致,但在均匀扩散中却不一致;证明降噪器参数化使得均匀 ELBO 在初始化时发散,同时桥接插件保持有限;并在初始化时精确校准 ELBO 实现。每个身份都在精确可解的模型上进行数值验证,无需近似。