Mar, 2024

基于能源的模型在语音和语言处理中的应用

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TL;DR能量模型（EBM）是一种重要的概率模型，也被称为随机场和无向图模型。EBM 是非标准化的，与其他流行的自标准化概率模型（如隐马尔可夫模型（HMMs）、自回归模型、生成对抗网络（GANs）和变分自动编码器（VAEs））截然不同。近年来，由于在理论和算法方面取得了重大进展，EBM 不仅受到核心机器学习领域的越来越多的关注，而且还受到了语音、视觉、自然语言处理（NLP）等应用领域的关注。语音和语言的序列性质也带来了特殊的挑战，并需要与处理固定维度数据（如图像）有所不同的处理方法。因此，本文的目的是系统介绍能量基模型，包括算法进展和在语音和语言处理中的应用。首先，介绍了 EBM 的基础知识，包括经典模型、最近由神经网络参数化的模型、采样方法以及从经典学习算法到最先进算法的各种学习方法。然后，介绍了 EBM 在三种不同场景下的应用，即建模边际、条件和联合分布。1）用于语言建模的序列数据的 EBM 应用，其中主要关注的是序列本身的边际分布；2）用于建模给定观测序列条件分布的 EBM，在语音识别、序列标注和文本生成方面有应用；3）用于建模观测序列和目标序列的联合分布的 EBM 及其在半监督学习和校准自然语言理解方面的应用。
发现论文，激发创造
  • 文本生成的残留能量模型

    本文探讨了基于序列级别的未标准化的能量模型应用于文本生成，通过在预训练的局部标准化语言模型的残差范围内工作，结合噪声对比估计来训练，同时利用 BERT 和 RoBERTa 等预先训练的双向上下文表示，结果表明在二个大型语言建模数据集上，残差 EBM 相对于局部标准化基线具有更低的困惑度，并且通过重要性抽样生成的效率比基线模型更高，并且在人类评估中具有更高的生成质量。

    Apr, 2020

  • 训练能量基模型的方法

    这篇论文介绍了基于能量的模型（EBM）及其训练方法，包括最大似然训练法和 MCMC 自由法，同时介绍了 SM 和 NCE 等方法并强调它们三者之间的理论联系。

    Jan, 2021

  • 基于能量的模型指南：与其他生成模型、采样和统计物理之间的全面评述

    能量模型（EBMs）已成为生成模型领域中一个强大的框架，通过与统计力学的原理密切契合，提供了独特的视角。本综述旨在为物理学家提供对 EBMs 的全面理解，揭示它们与其他生成模型（如 GAN、VAEs 和正规化流）的联系。我们探讨了对 EBMs 至关重要的采样技术，包括 Markov Chain Monte Carlo（MCMC）方法，并将 EBM 概念与统计力学进行了对比，强调了能量函数和配分函数的重要性。此外，我们深入研究了 EBMs 的最新训练方法，涵盖了最近的进展及其对提高模型性能和效率的影响。本综述旨在阐明这些模型之间通常复杂的相互关系，这可能是因为从事该领域研究的各个学术界群体差异较大所导致的挑战。

    Jun, 2024

  • 基于能量的语音合成模型

    这篇论文描述了如何使用基于能量的模型（EBMs）通过噪声对比估计训练，并通过 Langevin Markov Chain Monte-Carlo（MCMC）进行采样，从而扩展了非自回归模型在语音合成中的应用。在 LJSpeech 数据集上的实验证明，该方法在 Tacotron 2 上取得了一定改进。

    Oct, 2023

  • 基于能量的连续学习模型

    本文介绍了基于能量的模型（EBMs）作为处理连续学习问题的一种有前途的模型，通过改变底层训练目标以避免对先前学习信息的干扰，提出了简单、高效且性能优良的 EBMs 版本，从多个基准测试中的表现来看，超越了基准方法。此外，本文还提出了基于对比散度的训练目标，可以与其他持续学习方法相结合，进一步提高性能。最后，本文还展示了 EBMs 适用于数据分布在没有显式任务的情况下发生改变这一更普遍的连续学习设置，这为未来的连续学习方法提供了有用的构建模块。

    Nov, 2020

  • 能量基模型中的隐式生成和泛化

    本文介绍了一些在连续神经网络上训练 MCMC 的能量基础模型的技术，在许多高维度数据域上，如 ImageNet 和 CIFAR-10, 它们的样本表现优于其他可能性模型，并接近当代生成对抗网络 GAN 的表现，同时覆盖所有数据模态。此外，作者还阐述了基于 EBM 的独特能力，如组合性和损坏图像的重建和修复，最后证明 EBMs 模型是跨多种任务有用的模型，进而实现了最先进的超出分布分类、对抗性稳健分类、在线连续类学习和连续长期预测轨迹

    Mar, 2019

  • 可解释文本建模的潜在扩散基于能量模型

    该论文提出了一种新的基于扩散模型与潜空间 EBM 的符号学方法，该方法结合了基于几何聚类的正则化与信息瓶颈，从而在解释性文本建模方面表现出比强大对手更优异的性能。

    Jun, 2022

  • 非生成能量模型

    本文提出 Non-Generative EBM 方法作为一种有效的训练方法，可以在保持 EBM 中关键的稳定性和性能的同时，降低计算复杂度和开销。该方法能够大幅提高 CIFAR10 和 CIFAR100 数据集的预期校准误差。

    Apr, 2023

  • 广义能量基模型

    本文介绍了广义能量模型（GEBM）的产生式建模方法，指出了其在图像生成任务和密度建模任务中的应用和比 GANS 更好的性能表现。

    Mar, 2020

  • 能量模型中特征多样性

    本文研究能量学习及能量模型，重点关注特征集的多样性和冗余性的影响，利用 PAC 理论推导出各种上下文中的泛化界限，并表明减少特征集的冗余性可以提高模型的性能。

    Jun, 2023