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被誉为「教科书」,牛津大学231页博士论文全面阐述神经微分方程,Jeff Dean点赞

神经微分方程尤其适用于解决物理、金融等领域的生成问题、动力学系统和时间序列问题,因此现代机器学习和传统数学建模中都乐于使用它。...这对于研究 RNN 时间序列的人来说非常有用;也适合路径理论、控制理论强化学习的研究者阅读。...如图 4.3 所示,布朗运动可能看起来非常简单,但它突出了一类时间序列,这几乎是不可能用潜在 ODE 进行学习的(第 2.2.4 节)。布朗运动代表纯扩散,而潜在 ODE 代表纯漂移。...训练神经微分方程意味着通过微分方程的解进行反向传播,通过 ODE 进行微分的方法有三种:离散后优化 – 此类方法内存效率低,但准确且快速;先优化再离散 – 此类方法内存效率高,但速度有点;可逆 ODE...先离散后优化:这与 ODE 示例完全相同——只需通过受控 / 随机微分方程求解器的内部操作进行微分,通常使用在自微分框架中编写的求解器。

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深度学习三人行(第4期)---- TF训练DNN之进阶

如果你需要解决一个非常复杂的问题,比如在高分辨率的图像中分辨不上百种不同类型的实体对象,这时候你就需要训练一个更深的DNN来完成,可能是10层,并且每层会包含上百个神经元,并由上成千上百个连接器组成。...这时候你将面临如下问题: 你将面临非常诡异的梯度消失爆炸,这会直接影响DNN的构建并且导致浅层的网络非常难以训练 如此大的神经网络,直接训练的话,极度的 拥有大量参数的模型在训练时,很容易出现过拟合现象...,它的计算速度相比较于ReLU和其变种会,虽然收敛速度上有所弥补,但是整体ELU依旧会比ReLU。...1.3 批量标准化(batch Normalization) BN是2015年由Sergey提出,是另外一种解决梯度消失爆炸问题的,通常在训练的时候,前一层的参数发生变化,后一层的分布也会随之改变。...通常来说训练一个新的DNN,将模型的权重冻结是一个很好的做法,如果浅层权重固定了,那么深层权重会变得容易训练。为了在训练阶段冻结浅层网络,最简单的方法是给训练的优化器一个除了浅层网络变量的变量列表。

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Julia官宣:为机器学习构建一种语言和编译器

在现有的系统如TensorFlowPyTorch中,不仅权衡问题(tradeoff)没有得到解决,而且它们的“边界”比以往任何时候都更加明显,因为这两个框架都包含不同的“静态图(static graph...使用编译语言就足以解决许多问题,扩展编译器是解决更多问题的最佳方法。 在此只介绍这个领域当前工作中的一个示例—即获取梯度、编译GPU和TPU以及自动批处理。...Julia用于此任务的一个关键优势是它可用于实现基本数值库,如微分方程求解器优化库; 这巧妙地解决了ML社区日益增长的需求,研究人员通过高性能代码(如光线跟踪器和物理引擎)反向传播,但gradient...但是在处理各种结构的输入(如树图)时,这项任务变得更加困难。 大多数研究人员通过手工批处理代码来解决这一问题。...实际上,它与GPU内部使用的并行模型非常相似,并且已经实现为CPU的SIMD单元的编译器变换。

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Wolfram 光学解决方案

Wolfram 光学解决方案利用内置特殊函数将这些功能集成在一起,除高等微分方程求解器之外,还提供了顶级的自动化和可靠性计算、开发和部署环境。...创建光学系统的设计、曲线拟合数据分析的互动工具,提供视觉反馈使得创新仪器的调试检测变得容易 Code V 和 Zemax 不提供个性化的交互工具 利用完全自动的精度控制以及任意精度算法,在光学模型的计算中得出准确的结果...导入获取数据、分析数据以及递交结果都在一个文档中进行,无需使用多个应用程序 Wolfram 特有技术 高度优化了的超级函数分析方程,自动选择正确的算法,以便快速得出准确结果 —— 有时为了进一步优化的需要...,中途改变算法 其他计算系统要求用户手动分析自己的方程,来确定要应用哪一个函数——例如,在 Mathematica 中您只需要使用 NDSolve 的地方,在 Matlab 中您必须要从 ode45、ode23...数值和符号计算用于准确计算可重复使用的模型准确确定畸变 用微积分和微分方程进行从点扩展函数到显微镜的充分理论的光学计算 » 内置光学特殊函数包括菲涅耳积分、Zernike 多项式,和贝塞尔函数 »

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既是自编码器,也是RNN,DeepMind科学家八个视角剖析扩散模型

Song & Ermon 在他们 2019 年的论文中详细描述了这些问题并提出了这种优雅的解决方案。...疯狂的来了:有一个 ODE 所描述的确定性过程的时间依赖型分布与该 SDE 所描述的随机过程的完全一样!这被称为概率流 ODE。...由于以上原因,概率流 ODE 范式最近变得相当受欢迎。比如 Karras et al. 将其用作探究不同扩散模型设计选择的基础,本文作者也与其合作者在他们的扩散语言模型中使用了它。...我们可以使用 2D 傅立叶变换(其某种变体)将图像分解为其空间频率分量。...其它形式 最近有些论文基于第一性原理为这类模型提出了新的推导方式,由于已有后见之明,所以它们完全避开了微分方程、ELBO 分数匹配。

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硬核NeruIPS 2018最佳论文,一个神经了的常微分方程

从残差网络到微分方程 残差网络是一类特殊的卷积网络,它通过残差连接而解决了梯度反传问题,即当神经网络层级非常深时,梯度仍然能有效传回输入端。...我们完全可以利用 ODE solver 解出这个值,这在数学物理领域已经有非常成熟的解法,我们只需要将其当作一个黑盒工具使用就行了。...陈天琦等研究者构建的 ODE 网络就使用了一种适应性的 ODE solver,它不像欧拉法移动固定的步长,相反它会根据给定的误差容忍度选择适当的步长逼近真实解。...他们使用带有 6 个残差模块的 ResNet,以及使用一个 ODE Solver 代替这些残差模块的 ODEnet。以下展示了不同网络在 MNSIT 上的效果、参数量、内存占用量和计算复杂度。 ?...作者的解决方案是将前向传播的 ODE Solver 视为一个黑箱操作,梯度很难根本不需要传递进去,只需要「绕过」就行了。

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Elasticsearch高级调优方法论之——根治查询!

如果不了解Elastic相关原理,可以移步:elastic.blog.csdn.net 历史文章。 如果不了解查询,可以移步:为什么Elasticsearch查询变得这么慢了?...2、减少分片数,实施冻结索引添加其他节点以实现负载均衡。...场景2:磁盘I/O速度或在某些情况下完全饱和的CPU导致搜索排队。 2.2.2 解决方案 1、创建索引时采用1主分片&1副本模型。 使用索引模板是在创建索引阶段做好设置是个好方法。...2、 Elasticsearch 5.1更高版本支持搜索任务取消,这对于取消显示在任务管理API中查询任务非常有用。 任务管理: 1GET _tasks?...3 偶发查询解决方案 一般而言,偶尔间歇性查询可以从官网的优化索引、优化检索建议中中受益。

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2200星的开源SciML

例如,对伴随的 ODE 进行反转通过求解器依赖反向传播的原始方法对于神经 ODE 而言在数值上不稳定,并且为机器学习而制造的传统优化器,如随机梯度下降和 ADAM 难以处理病态 Hessians物理信息神经网络...的自动雅可比着色,允许快速解决稀疏结构化(三对角、带状、块状等)雅可比的问题 进度表与 Juno IDE 集成,以估计解决问题的时间 集成轨迹的自动分布式、多线程和 GPU 并行性 用于快速梯度计算的前向和伴随局部灵敏度分析...例如,以下使用 ODE 和 Gillespie 模型求解 Michaelis-Menton 模型: 这构建了一个特定的形式,然后可以使用优化的方法,例如DirectCR并实现比经典 Gillespie...科学机器学习规模化需要高性能,因此我们非常重视性能。...我们计划改进 Python 和 R 端工具的安装,使其自动下载预编译的 Julia 二进制文件,以便用户只需使用 CRAN pip 安装包即可使用该工具。

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Redis7.0以后AOF底层原理变更图解

AOF优点官方原话:AOF优势使用 AOF Redis 更加持久:您可以拥有不同的 fsync 策略:完全没有 fsync,每秒 fsync 一次,每次查询时 fsync。...Redis 能够在 AOF 变得太大时在后台自动重写它。...重写是完全安全的,因为当 Redis 继续追加到旧文件时,会使用创建当前数据集所需的最少操作集生成一个全新的文件,一旦第二个文件准备就绪,Redis 就会切换两者并开始追加到新文件。...AOF 可能比 RDB ,具体取决于确切的 fsync 策略。一般来说,将 fsync 设置为每秒性能仍然非常高,并且在禁用 fsync 的情况下,即使在高负载下,它应该与 RDB一样快。...数据文件(这个可以做限制,比如只保存100mb,也可以联合RDB一起使用来保证只记录最近一个时间节点的数据),修复的速度也比RDB

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ResNet与常见ODE初值问题的数值解法

这是因为目前的情况下,完全连续所需要的计算量确实太大了。如果采用的方法高阶,更是会成倍增长。...在使用NODEs的求解器的时候,我们可以大概观察到一个正比的关系。在求解精度设置一致的情况下,如果求解器所使用的方法是更高阶的数值方法,那么最后NN的性能大多数情况下会有所提升。...但随着深度的持续增加,你就会观察到ResNet的前期收敛明显变得慢了,在极深的情况下仍旧会出现梯度爆炸这个老问题。...所以说ResNet并没有彻底解决退化问题,只是缓解。而高阶ResNet同样没有彻底解决退化问题,仍然也只是缓解。这其实可以理解,数值解比起解析解总归有误差的,只要有误差,极深的NN必然会链式放大它。...只不过随着阶数的提升,使用高阶堆叠的模型可以对LR等超参数更加鲁棒,因为传播出去的误差被极大的抑制了。

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深度学习不再是炼丹术!谷歌给出首个神经网络训练理论证明

对于神经网络来说,其中一个极限就是它的“无限宽度”(infinite width),指的是完全连接层中的隐藏单元数量,卷积层中的通道数量。...在这项工作中,我们探索了梯度下降下宽的神经网络的学习动态机制(learning dynamics),并发现动态的权重空间描述变得非常简单:随着宽度变大,神经网络可以有效地被关于其初始化参数的一阶泰勒展开式...对于这种诱导的线性模型,梯度下降的动态机制变得易于分析了。虽然线性化只在无限宽度限制下是精确的,但我们发现,即使是有限宽度的情况下,原始网络的预测与线性化版本的预测仍然非常一致。...对于平方损失(squared loss),精确的学习动态机制允许封闭形式的解决方案,这允许我们用GP来描述预测分布的演化。...无限宽度网络是线性化网络 原始网络的常微分方程(ODE)在一般情况下是不可解的。

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深度学习不再是炼丹术!谷歌给出首个神经网络训练理论证明

对于神经网络来说,其中一个极限就是它的“无限宽度”(infinite width),指的是完全连接层中的隐藏单元数量,卷积层中的通道数量。...在这项工作中,我们探索了梯度下降下宽的神经网络的学习动态机制(learning dynamics),并发现动态的权重空间描述变得非常简单:随着宽度变大,神经网络可以有效地被关于其初始化参数的一阶泰勒展开式...对于这种诱导的线性模型,梯度下降的动态机制变得易于分析了。虽然线性化只在无限宽度限制下是精确的,但我们发现,即使是有限宽度的情况下,原始网络的预测与线性化版本的预测仍然非常一致。...对于平方损失(squared loss),精确的学习动态机制允许封闭形式的解决方案,这允许我们用GP来描述预测分布的演化。...无限宽度网络是线性化网络 原始网络的常微分方程(ODE)在一般情况下是不可解的。在积分函数梯度范数保持随机有界为n1,n2,…,nL→∞的技术假设下: ?

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Sora出圈,背后DiT也火了!作者NYU谢赛宁官宣全新升级版SiT

这种方法让我们能够从多个角度审视和优化基于动态传输的生成模型的设计,包括选择离散还是连续的时间来学习、确定模型的学习目标、挑选用于连接分布的插值方法,以及使用确定性概率性的数据采样器。...此外,这些模型还使用了更简单的概率流ODE进行推理: 其中,速度v(Xt ,t)是通过流量匹配目标进行估计的: 简单来说,这可以被看作是预测一个粒子在t时刻从某个ε开始移动的速度。...Lv的目标; - 插值器(Interpolant):αt和σt的选择; - 采样器(Sampler):常微分方程(ODE随机微分方程(SDE)。...为了解决数值稳定性的问题,团队采用了与SBDM相同的方法,将训练和采样的范围限制在[ε,1]区间内。 因此,较大的λε能够弥补Ls梯度消失的问题,但这也使得优化Lv变得更加困难。...经验表明,对于SiT-XL模型,最佳选择是使用线性插值方法和连续时间速度模型,并使用w(t)=σt作为扩散系数的SDE进行采样。 最后,在不同的计算资源下,ODE和SDE积分器的性能可能会有所不同。

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Python is Easy. Go is Simple. Simple != Easy

全球各地的学校、大学、研究中心和大量企业都选择了Python,因为无论人们的教育水平学术背景(完全没有)如何,任何人都可以使用它。...在底层,Python解释器非常庞大,即使是一行代码也必须执行许多操作才能运行。当您听到有人将Python称为“”语言时,大部分感知到的“”来自解释器在运行时做出的决策数量。...当然,这过于简单化了问题,甚至现在的孩子都知道容器的存在就是为了解决这样的问题。事实上,借助Docker及其类似工具,我们可以及时“冻结”Python代码库的依赖项,使其实际上可以永远运行。...从轻松到简单 如果我们使用Python来解决这些问题,我们最终会得到类似于Rust的东西——性能极高,但入门门槛也非常高。 在我看来,Rust不易使用,也不简单。...由于Django应用程序已经定义了数据库结构以及数据模型的形态,因此在其基础上编写Go代码变得十分容易。

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「神经常微分方程」提出者之一David Duvenaud:如何利用深度微分方程模型处理连续时间动态

它不拘于对已有架构的修修补补,而是完全从另外一个角度考虑如何以连续的方式借助神经网络对数据建模。...如果用业界成熟的微分方程求解器(ODE Solver)解某个 ODE,这不就能代替前传和反传么? 于是他们在 ODENet 中使用神经网络参数化隐藏状态的导数,而不是如往常那样直接参数化隐藏状态。...这篇论文证明了常微分方程可以解决复杂问题,算是对之前相关研究的一次总结。 该论文获奖后获得了大量关注,而后来的一件事又把它推到了风头浪尖。...非常坦诚。...许多现实数据,如病历、客户交互金融交易,是以不规则时间间隔记录的。但是,大部分深度学习时序模型(如循环神经网络)要求数据以规则的时间间隔记录,如每小时记录一次。 那么如何处理连续时间动态呢?

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学界 | NIPS2018最佳论文解读:Neural Ordinary Differential Equations

这种数据的离散化常常定义不明确,导致某些时间间隔内数据丢失潜在变量不准确。有一些方法将时间信息连接到 RNN 的输入上,但这些方法并不能从根本上解决问题。...基于 ODE 模块的解决方案是一个连续时间生成模型,在给定初始状态 z0 和观测时间 t0…tN 的情况下,该模型计算潜在状态 z_t1…z_tN 和输出 x_t1…x_tN: ?...下图定性地显示了 Latent Neural ODE 模型的优越建模性能: ? 结论 本文提出了一种非常有趣和新颖的神经网络思维方法。这可能是一篇开启深度学习新进化的里程碑式论文。...只有当网络具有有限的权值并使用 Lipschitz 非线性函数(如 tanh relu,而不是阶跃函数)时,才能保证 ODE 解的唯一性。...此外,该方法也非常适用(只要求神经网络的非线性是 Lipschitz 连续的),并且可以应用于时间序列建模、监督学习、密度估计其他顺序过程。

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全面超越ViT,美团、浙大等提出视觉任务统一架构VisionLLAMA

本文旨在解决这些挑战,并弥合不同模态之间的架构差距,具体为提出适应视觉任务的 LLaMA 架构,解决与模态差异相关的难题,并实现通过一种统一的方法对视觉和语言数据进行处理。 本文主要贡献如下: 1....本文还在表 13 中展示了更高效的 ODE 采样器 (dopri5),与本文方法的性能差距仍然存在。可以得出与与 SiT 论文中的类似的结论:SDE 比其对应的 ODE 具有更好的性能。...Full fine-tuning 设置:在当前设置下,模型首先使用预训练的权重进行初始化,然后使用完全可训练的参数进行额外的训练。...然后,在训练过程中,除了分类器头之外,整个骨干网络都被冻结。...由于 SDE 明显ODE,因此本文选择使用 ODE 采样器。表 10 中的结果表明 VisionLLaMA 在所有模型上的收敛速度都比 ViT 快得多。

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扩散模型最新综述!

这是由于通过利用ODE/SDE马尔科夫过程将先验分布转化为复杂数据分布的迭代转换过程,这需要反向过程中进行大量的函数评估。 为了应对这些挑战,研究人员提出了各种解决方案。...动态规划调整中,动态规划(DP)通过使用记忆技术实现所有选择的遍历,以在更短的时间内找到优化解决方案。...其他方法建议构建ODE使用两个分布间的通用插值函数,探索利用Schrödinger桥高斯分布作为连接两个扩散ODE的交汇点。...4.9 图生成 使用扩散模型生成图的动机是为了研究和模拟现实世界的网络和传播过程,以更好地理解和解决现实问题。...5 局限性和未来发展 5.1 数据限制下的挑战 扩散模型面临速度、从低质量数据中辨识模式困难和无法泛化新场景等挑战。处理大规模数据集还导致计算上的难题,限制了模型的规模和复杂性。

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神经受控微分方程:非规则时间序列预测新SOTA

那么如何解决这一问题呢?来自牛津大学、阿兰图灵研究所和大英图书馆的一项研究展示了,如何通过受控微分方程的数学知识解决该问题。...然而当数据是不规则采样或者不是完全可观测时,这种离散化方法通常会失效,该问题经常通过丢弃填充数据来掩饰。一种更佳的方法是意识到,用于对潜在过程建模的模型,应该和该过程一样在时间上是连续的。...这项研究提出一种神经受控微分方程来解决这一问题。 方法 假设有一个完全可观测但很可能是不规则采样的时间序列: ? 其中每一个观测值 x_i 都具有对应的时间戳 t_i,且 ? 。 将 ?...实验结果 研究者将该研究提出的方法与 GRU-∆t、GRU-D、GRU-ODEODE-RNN 等现有模型,在多个数据集上进行了基准对比。...PhysioNet 败血症预测的观测强度 接下来,研究者考虑一个既不规则采样又不完全观测的数据集,并研究观测强度的益处。 该研究使用来自 PhysioNet2019 败血症预测挑战赛的数据。

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