计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年5月27日
(v1)
,最后修订 2025年6月20日 (此版本, v2)]
标题: 记忆到泛化:从联想记忆中出现的扩散模型
标题: Memorization to Generalization: Emergence of Diffusion Models from Associative Memory
摘要: 霍普菲尔德网络是联想记忆(AM)系统,设计用于将模式存储和检索为能量景观的局部最小值。 在经典的霍普菲尔德模型中,当训练数据量达到其临界记忆负载$- spurious\,\,states$时,会发生一种有趣的现象,或者在检索动力学结束时出现非预期的稳定点,导致错误的回忆。 在本工作中,我们从AM的角度审视扩散模型,扩散模型通常用于生成建模。 扩散模型的训练阶段被概念化为记忆编码(训练数据存储在记忆中)。 生成阶段被视为尝试记忆检索。 在小数据情况下,扩散模型表现出强烈的记忆化阶段,其中网络在训练集中的每个样本周围创建不同的吸引盆地,类似于临界记忆负载以下的霍普菲尔德模型。 在大数据情况下,会出现不同的阶段,训练集大小的增加促进了对应于生成样本流形的新吸引子状态的创建。 虚假状态出现在这一过渡的边界处,并对应于出现的吸引子状态,这些状态在训练集中不存在,但同时在它们周围有明显的吸引盆地。 我们的发现提供了:通过AM的视角对扩散模型中的记忆-泛化现象的新观点,虚假状态存在的理论预测,以及在常用扩散模型中对该预测的经验验证。
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