126 | 计算机视觉高级话题(三):产生式模型
洪亮劼
该思维导图由 AI 生成,仅供参考
今天,我们来讨论计算机视觉高级话题中的“产生式模型”(Generative Model)。
我们前面讲到的计算机视觉问题,绝大多数场景都是去学习一个“判别式模型”(Discriminative Model),也就是我们希望构建机器学习模型来完成这样的任务,比如判断某一件事情或一个图片的特征,或者识别图片里面的物体等,这些任务都不需要回答“数据是如何产生的”这一问题。简言之,针对判断类型的任务,不管是回归还是分类,我们都不需要对数据直接进行建模。
然而,判别式模型并不能解决所有的机器学习任务。有一些任务的核心其实需要我们针对数据进行有效的建模,这就催生了“产生式模型”。
产生式模型的一些基础概念
那么,针对数据建模的产生式模型都有哪些基本思想呢?
首先,产生式模型的一个核心思想就是模型要能够产生数据。也就是说,产生式模型不仅需要针对已有的数据建模,还需要有能力产生新的数据。产生出的这些新数据当然需要和已有的数据有一定的相似度。换句话说,新产生的数据要能够“以假乱真”。
那么,有哪些能够产生数据的工具呢?
在比较简单的模型中,概率分布其实就起了产生数据的作用。例如,在离散概率分布的世界里,如果我们知道了一个伯努利分布的参数,也就是某一个事件发生的概率,那么,从理论上来说,我们就可以模拟出这个事件的发生。
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产生式模型是计算机视觉领域的一个重要话题,它与判别式模型相对应,不仅能够对已有数据进行建模,还能够产生新的数据。产生式模型的核心思想是模型要能够产生数据,并且新产生的数据要能够“以假乱真”。在简单的模型中,概率分布可以起到产生数据的作用,但对于复杂的数据,研究人员提出了一种新的产生式模型,即产生式对抗网络(GAN)。GAN包括一个产生器和一个判别器,通过迭代训练,产生器逐渐调整自己产生数据的过程,使得判别器无法分辨数据的真伪。而GAN的发展也带来了一些理论上的怀疑,最新的研究表明,在某些情况下,GAN并不能对数据的整个分布进行建模,存在局限性。因此,研究者仍在探索如何克服这些问题,或者寻找更好的方法来产生数据。产生式模型的发展对于计算机视觉领域具有重要意义,而有了能够以假乱真的产生式模型,将会对各种应用带来新的可能性。
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- 皮特尔之前曾经特别流行的Deepfake,就是这种产生式模型的应用吗?2020-06-06
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