변분 오토인코더 (VAE)
재매개변수화 트릭으로 인코더 · 디코더를 경사하강법으로 함께 학습하는 확률적 생성 모델
먼저 알아야 할 것
다루는 내용
VAE는 사후분포를 계산할 수 없는 연속 잠재 변수 모델을 큰 데이터셋에서 학습하기 위해, 근사 사후분포 q(z|x)를 신경망 인코더로 두고 로그 가능도 대신 변분 하한(ELBO)을 최대화합니다. 핵심은 z = μ + σ⊙ε처럼 무작위성을 잡음으로 빼는 재매개변수화 트릭으로, 하한 추정치를 표준 확률적 경사 방법으로 바로 미분 · 최적화할 수 있게 합니다. 하한은 사전분포와의 KL 규제항과 재구성항으로 나뉘어 오토인코더와 연결되며, MNIST · Frey Face에서 wake-sleep보다 빨리 더 좋은 해에 수렴했습니다.
초록
계산이 불가능한 사후분포를 가진 연속 잠재 변수가 있고 데이터셋이 큰 상황에서, 방향성 확률 모델의 추론과 학습을 어떻게 효율적으로 할 수 있을까요? 우리는 대규모 데이터셋으로 확장되며, 몇 가지 완만한 미분 가능성 조건 아래에서는 계산 불가능한 경우에도 작동하는 확률적 변분 추론 · 학습 알고리즘을 소개합니다. 기여는 두 가지입니다. 첫째, 변분 하한을 재매개변수화하면 표준 확률적 경사 방법으로 곧바로 최적화할 수 있는 하한 추정량이 나온다는 것을 보입니다. 둘째, 데이터 포인트마다 연속 잠재 변수가 있는 i.i.d. 데이터셋에서는, 제안한 하한 추정량을 사용해 근사 추론 모델(인식 모델이라고도 함)을 계산 불가능한 사후분포에 맞춤으로써 사후 추론을 특히 효율적으로 할 수 있음을 보입니다. 이론적 장점은 실험 결과에도 반영되어 나타납니다.
해설
변분 오토인코더 (VAE)
데이터를 잠재 변수로 압축하는 인코더와 다시 펼치는 디코더를 확률 모델로 놓고, "재매개변수화 트릭"으로 둘을 보통의 경사하강법으로 함께 학습하게 한 논문입니다. 이후 심층 생성 모델과 잠재 공간 연구의 출발점이 됐습니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 원제 | Auto-Encoding Variational Bayes |
| 저자 | Diederik P. Kingma · Max Welling (암스테르담대 Machine Learning Group) |
| 발표 | 2013 · arXiv 1312.6114 |
| 트랙 · 수준 | 생성 모델 · 심화 |
| 먼저 알면 좋은 것 | 확률분포 · 기댓값 · 베이즈 정리, 정규분포, KL 발산, 오토인코더, 역전파 · 경사하강법 |
들어가기 전에
이 해설은 아래 내용을 안다고 보고 씁니다. 처음이라면 먼저 읽고 오면 수식과 손계산을 훨씬 쉽게 따라올 수 있습니다.
- 정보 이론 최소한: 엔트로피 · 교차 엔트로피 · KL 발산 — 정보량 → 엔트로피 → 교차 엔트로피 → KL 발산을 잇고, 분류 손실과 KL 규제의 정체를 손계산으로
- 확률적 머신러닝 입문 — 동전 · 가우시안 · 릿지 예로 최대우도 · MAP · 베이즈 추론과 '정규화 = 사전 분포'를 익히는 수업
- 딥러닝 문서로 배우기 (D2L) — 소프트맥스 · 교차 엔트로피 · ReLU MLP · 자동 미분 · PyTorch 학습 루프를 한 번에 익히는 수업
- 오토인코더에서 VAE까지: 병목 · 잠재 공간 · ELBO 손계산 — 이 논문의 ELBO와 정규분포 KL을 작은 숫자로 먼저 계산해 보는 수업
한눈에 보기
- 관측 데이터 뒤에 숨은 연속 변수 가 있다고 볼 때, 사후분포 를 직접 계산할 수 없는 문제가 왜 생기는지 압니다.
- 계산할 수 없는 로그 가능도 대신 최대화하는 변분 하한(ELBO) 의 뜻과 두 항(재구성 · KL)의 역할을 압니다.
- 무작위 샘플링을 미분 가능한 식 으로 바꾸는 재매개변수화 트릭이 핵심인 이유를 압니다.
- 인코더 와 디코더 를 신경망으로 만든 것이 변분 오토인코더라는 것을 압니다.
- MNIST · Frey Face에서 wake-sleep보다 빨리 · 더 좋게 수렴한 결과를 압니다.
초록 (번역)
계산이 불가능한 사후분포를 가진 연속 잠재 변수가 있고 데이터셋이 큰 상황에서, 방향성 확률 모델의 추론과 학습을 어떻게 효율적으로 할 수 있을까요? 우리는 대규모 데이터셋으로 확장되며, 몇 가지 완만한 미분 가능성 조건 아래에서는 계산 불가능한 경우에도 작동하는 확률적 변분 추론 · 학습 알고리즘을 소개합니다. 기여는 두 가지입니다. 첫째, 변분 하한을 재매개변수화하면 표준 확률적 경사 방법으로 곧바로 최적화할 수 있는 하한 추정량이 나온다는 것을 보입니다. 둘째, 데이터 포인트마다 연속 잠재 변수가 있는 i.i.d. 데이터셋에서는, 제안한 하한 추정량을 사용해 근사 추론 모델(인식 모델이라고도 함)을 계산 불가능한 사후분포에 맞춤으로써 사후 추론을 특히 효율적으로 할 수 있음을 보입니다. 이론적 장점은 실험 결과에도 반영되어 나타납니다.
무엇을 풀었나
손글씨 숫자 이미지 는 "어떤 숫자인지, 얼마나 기울었는지" 같은 보이지 않는 요인 에서 만들어졌다고 볼 수 있습니다(해설용 예). 이런 를 잠재 변수(latent variable)라 합니다.
논문이 가정하는 생성 과정은 두 단계입니다. ① 사전분포 에서 를 뽑고 ② 조건부 분포 에서 를 뽑습니다. 우리는 만 보고, 와 는 모릅니다.
여기서 막히는 지점이 두 가지입니다.
- 계산 불가능(intractability). 를 계산할 수 없습니다. 가 비선형 은닉층 하나짜리 신경망만 돼도 그렇습니다. 그러면 사후분포 도 계산할 수 없어 EM을 못 쓰고, 평균장(mean-field) 변분 베이즈의 적분도 풀리지 않습니다.
- 큰 데이터셋. 전체 데이터를 한 번에 쓰는 최적화는 너무 비싸서 미니배치로 갱신하고 싶습니다. 몬테카를로 EM은 데이터마다 비싼 샘플링 반복이 필요해 너무 느립니다.
논문은 이 상황에서 ① 의 근사 최대가능도 · MAP 추정(새 데이터 생성) ② 의 사후 추론(표현 학습) ③ 의 주변 추론(잡음 제거 · 초해상도 등)을 효율적으로 하려 합니다.
핵심 아이디어
1. 인식 모델 — 사후분포를 신경망으로 근사하기
한 문장 직관: 범인을 매번 처음부터 추리(비싼 샘플링)하는 대신, "단서를 보면 용의자 분포를 바로 말해 주는" 숙련된 형사(인코더)를 훈련시키는 것입니다(해설용 비유).
단계별 설명
- 계산할 수 없는 진짜 사후분포 대신 근사 분포 , 즉 인식 모델(recognition model) 을 둡니다.
- 평균장 변분 추론과 달리 는 성분별로 분해될 필요가 없고, 를 닫힌 식으로 계산하지 않고 와 함께 학습합니다.
- 를 데이터의 "코드"로 보아 를 확률적 인코더, 를 확률적 디코더라 부릅니다.
- 인코더는 하나가 아니라 의 분포(예: 정규분포의 평균 · 표준편차)를 내놓습니다.
수식
| 기호 | 뜻 |
|---|---|
| 관측 데이터 하나(예: 이미지) | |
| 잠재 변수(연속값 벡터) | |
| 사전분포 — 데이터를 보기 전 의 분포 | |
| 가능도 · 디코더 — 에서 가 나올 확률 | |
| 진짜 사후분포 — 를 봤을 때 의 분포 (계산 불가) | |
| 근사 사후분포 · 인코더 | |
| , | 생성 모델 · 인식 모델의 파라미터 |
왜 이렇게 했나
데이터마다 따로 사후분포를 최적화하거나 MCMC로 샘플링하면 데이터가 많을 때 감당할 수 없습니다. 인식 모델은 한 번 학습해 두면 새 에 대해 한 번의 계산(조상 샘플링) 으로 근사 사후분포를 줍니다. 이 "추론 비용을 모든 데이터가 나눠 내는" 방식이 큰 데이터셋에서 효율을 냅니다.
2. 변분 하한(ELBO) — 계산할 수 없는 것 대신 그 아래 바닥을 올리기
한 문장 직관: 건물 높이(로그 가능도)를 직접 잴 수 없으면, 확실히 그보다 낮은 "바닥 높이"를 재서 그 바닥을 최대한 올립니다. 바닥과 건물 사이 틈이 와 진짜 사후분포의 차이입니다(해설용 비유).
단계별 설명
- 전체 로그 가능도는 데이터별 로그 가능도의 합이고, 하나의 로그 가능도는 두 조각으로 정확히 나뉩니다(식 1).
- 첫 조각은 와 진짜 사후분포 사이의 KL 발산으로, 항상 0 이상입니다.
- 그래서 둘째 조각 은 로그 가능도보다 항상 작거나 같은 하한입니다.
- 을 키우면 로그 가능도가 오르거나, 가 진짜 사후분포에 가까워지거나, 둘 다입니다.
- 은 "KL 규제항 + 재구성항"으로 다시 쓸 수 있습니다(식 3).
수식 (논문 식 1 · 2 · 3)
기호 풀이
| 기호 | 뜻 |
|---|---|
| KL 발산 — 두 분포가 얼마나 다른지(0 이상, 같으면 0) | |
| 변분 하한(ELBO, evidence lower bound) | |
| 를 에서 뽑았을 때의 평균 | |
| 식 3 첫째 항 | 근사 사후분포가 사전분포에서 너무 멀어지지 않게 하는 규제항 |
| 식 3 둘째 항 | 로 를 얼마나 잘 되살리나 — 음의 재구성 오차 |
숫자로 해 보기 (해설용 예 — 가 두 값뿐인 장난감 모델)
, 사전분포 , 어떤 에 대해 , 라 합시다.
- 진짜 값: ,
- 진짜 사후분포: ,
- 근사 로 두고 하한 계산: ,
- 틈(KL):
- 확인: ✓
를 진짜 사후분포 로 바꾸면 KL이 0, 하한이 정확히 이 됩니다.
왜 이렇게 했나
는 적분 때문에 계산도 미분도 못 하지만, 은 의 샘플로 근사할 수 있는 기댓값입니다. 문제는 에 대한 기울기입니다. 흔한 몬테카를로 추정(점수 함수 방식, 를 곱함)은 분산이 매우 커서 실용적이지 않다고 논문은 지적합니다. 그 해결책이 다음 절입니다.
3. 재매개변수화 트릭 — 무작위성을 바깥으로 빼기
한 문장 직관: "주사위를 굴려 나온 위치"는 미분할 수 없지만, "주사위는 따로 굴리고, 그 눈금을 평균만큼 옮기고 표준편차만큼 늘린 위치"는 평균 · 표준편차로 미분할 수 있습니다(해설용 비유).
단계별 설명
- 처럼 "에 의존하는 분포에서 뽑는다"는 연산은 로 미분할 수 없습니다.
- 그래서 를 와 무관한 잡음 과 미분 가능한 함수 로 나눠 씁니다: , .
- 이제 무작위성은 에만 있어, 기댓값을 에 대한 기댓값으로 바꿔 쓰면 샘플 평균이 로 미분 가능해집니다.
- 정규분포라면 , 이 바로 그런 변환입니다.
수식 (논문 식 4 · 5)
기호 풀이
| 기호 | 뜻 |
|---|---|
| 보조 잡음 변수 — 분포가 와 무관 | |
| 잡음의 분포(예: 표준정규분포) | |
| 잡음과 데이터를 받아 를 만드는 미분 가능한 함수 | |
| 기댓값을 구할 임의의 함수(예: ) | |
| 데이터 하나당 뽑는 잡음 샘플 수 |
숫자로 해 보기 (해설용 예)
인코더가 어떤 에 대해 , 를 냈고, 잡음 를 뽑았다고 합시다.
- ,
- 디코더 손실이 이라 하면(해설용 함수)
- 연쇄 법칙: ,
기울기가 인코더 출력 까지 그대로 역전파됩니다. "를 뽑았다"는 무작위 단계가 계산 그래프를 끊지 않습니다.
어떤 분포에 쓸 수 있나: 논문은 세 경우를 듭니다. ① 역누적분포함수(역CDF)를 계산할 수 있는 분포(예: 지수 · 로지스틱) ② 위치-척도 분포(예: 라플라스 · 스튜던트 t · 정규) — ③ 보조 변수의 합성으로 표현되는 분포(예: 로그정규 · 감마 · 디리클레).
왜 이렇게 했나
점수 함수 방식의 높은 분산을 피하고, 하한 추정치를 표준 확률적 경사 방법(SGD, Adagrad)으로 곧바로 최적화할 수 있게 하려는 것입니다.
4. SGVB 추정량과 AEVB 알고리즘
한 문장 직관: 하한을 "미니배치 + 잡음 한 번 뽑기"로 추정하고, 그 추정치를 미분해 인코더 · 디코더를 동시에 한 걸음씩 고치는 반복입니다(해설용 비유).
단계별 설명
- 재매개변수화를 하한에 적용하면 SGVB(Stochastic Gradient Variational Bayes) 추정량이 됩니다.
- 두 가지 버전이 있습니다. A형(식 6)은 식 2를 그대로 샘플링하고, B형(식 7)은 KL 항을 해석적으로 계산하고 재구성항만 샘플링합니다. B형이 보통 분산이 더 작습니다.
- 전체 데이터 개 중 개 미니배치로 전체 하한을 추정합니다(식 8).
- AEVB(Auto-Encoding VB) 알고리즘: 미니배치 뽑기 → 잡음 뽑기 → 추정량의 기울기 계산 → SGD나 Adagrad로 갱신 → 수렴할 때까지 반복.
- 논문 실험에서는 , 을 썼습니다. 미니배치가 충분히 크면(예: ) 데이터당 샘플 1개로 충분했다고 보고합니다.
수식 (논문 식 7 · 8)
| 기호 | 뜻 |
|---|---|
| 하한의 확률적 추정치 | |
| , | 전체 데이터 수, 미니배치 크기 |
| 무작위로 뽑은 미니배치 | |
| 미니배치 합을 전체 데이터 규모로 키우는 배율 |
숫자로 해 보기 (해설용 예)
, 이면 배율은 10입니다. 미니배치 100개의 하한 합이 이면 전체 하한 추정치는 입니다. 미니배치마다 값은 흔들리지만 평균적으로는 전체 하한과 같습니다.
오토인코더와의 연결: 식 7의 첫째 항(KL)은 규제항, 둘째 항은 오토인코더 용어로 음의 재구성 오차입니다. 가 "인코더", 가 "디코더" 역할을 해서 이름이 Auto-Encoding VB입니다.
5. 변분 오토인코더 — 정규분포로 구체화하기
한 문장 직관: 인코더는 "이 이미지의 코드는 대략 여기쯤, 이만큼 불확실" (평균 · 표준편차)을 말하고, 디코더는 그 근처에서 뽑은 코드로 이미지를 다시 그립니다(해설용 비유).
단계별 설명
- 사전분포는 파라미터 없는 표준정규분포 입니다.
- 디코더 는 실수 데이터면 다변량 정규, 이진 데이터면 베르누이이고, 그 파라미터를 은닉층 하나짜리 MLP가 에서 계산합니다. 이때 진짜 사후분포는 계산할 수 없습니다.
- 근사 사후분포는 대각 공분산 정규분포 로 두고, · 는 인코더 MLP가 냅니다. 논문은 이것이 단순화를 위한 선택일 뿐 방법의 한계는 아니라고 밝힙니다.
- 샘플은 , 입니다(은 원소별 곱).
- 사전분포와 근사 사후분포가 모두 정규라 KL 항은 닫힌 식으로 계산됩니다(부록 B).
수식 (논문 식 10)
베르누이 디코더(부록 C.1):
기호 풀이
| 기호 | 뜻 |
|---|---|
| 잠재 변수 의 차원 | |
| , | 인코더가 낸 번째 차원의 평균 · 표준편차 |
| 첫째 합 | 의 닫힌 식 |
| 데이터 의 차원(예: 픽셀 수) | |
| 번째 픽셀(이진) | |
| 디코더가 낸 "그 픽셀이 1일 확률" | |
| , , | 원소별 시그모이드, 디코더 MLP의 가중치 · 편향 |
숫자로 해 보기 (해설용 예 — 하한 한 번 손계산)
잠재 차원 , 픽셀 인 장난감 경우입니다.
- 인코더 출력: ,
- KL 항 차원별:
- :
- :
- 합 : → KL
- 잡음 로
- 디코더가 이 로 을 냈고 실제 이미지가 이라면
재구성항
- 하한
학습은 이 값을 키우도록 인코더와 디코더를 함께 고칩니다. , 이면 각 차원 항이 , 즉 사전분포와 같으면 KL 비용이 없습니다.
왜 이렇게 했나
정규분포는 위치-척도 분포라 재매개변수화가 간단하고, 정규 대 정규의 KL이 닫힌 식이라 그 항을 샘플링하지 않아도 됩니다(분산이 줄어듦). 대각 공분산은 차원마다 평균 · 표준편차만 내면 되어 인코더 출력이 단순합니다.
6. 처리 흐름
flowchart LR
A["데이터 x<br/>(미니배치 M=100)"] --> B["인코더 MLP q_φ(z|x)<br/>평균 μ · 표준편차 σ 출력"]
E["잡음 ε ~ N(0, I)"] --> C
B --> C["재매개변수화<br/>z = μ + σ ⊙ ε"]
C --> D["디코더 MLP p_θ(x|z)<br/>베르누이 또는 정규 출력"]
D --> F["재구성항 log p_θ(x|z)"]
B --> G["KL 항 (닫힌 식)<br/>q_φ(z|x) vs N(0, I)"]
F --> H["하한 L = 재구성 − KL"]
G --> H
H --> I["기울기로 θ · φ 함께 갱신<br/>(SGD · Adagrad)"]결과
모든 수치 · 설정은 논문이 보고한 것입니다.
실험 설정
- 데이터: MNIST(손글씨 숫자)와 Frey Face(얼굴 이미지). Frey Face는 연속값이라 정규 출력 디코더를 쓰고, 평균은 시그모이드로 (0, 1) 구간에 묶었습니다.
- 인코더와 디코더의 은닉 유닛 수는 같게 했습니다. MNIST는 500, Frey Face는 200(데이터가 훨씬 작아 과적합을 막으려고).
- 모든 파라미터를 에서 초기화하고, 에 해당하는 작은 가중치 감쇠를 더해 MAP 기준으로 최적화했습니다.
- Adagrad 전역 보폭은 {0.01, 0.02, 0.1} 중에서 골랐고, , .
- 비교 대상: wake-sleep(같은 인코더 사용), 주변 가능도 실험에서는 HMC 샘플러를 쓴 몬테카를로 EM(MCEM).
변분 하한 비교 (논문 그림 2)
- 잠재 차원을 MNIST , Frey Face 로 바꿔 가며 비교했습니다.
- 모든 실험에서 AEVB가 wake-sleep보다 훨씬 빨리 수렴했고 더 좋은 해에 도달했습니다.
- 잠재 변수를 필요 이상으로 많이 둬도 과적합이 생기지 않았습니다. 논문은 이를 변분 하한의 규제 효과로 설명합니다.
- 계산은 실효 40 GFLOPS로 돌아가는 Intel Xeon CPU에서 학습 샘플 100만 개당 약 20~40분이 걸렸습니다.
주변 가능도 비교 (논문 그림 3)
- 잠재 공간이 아주 낮은 차원일 때만 MCMC 추정기로 주변 가능도를 믿을 만하게 추정할 수 있어서, 은닉 유닛 100개 · 잠재 변수 3개짜리 모델을 MNIST로 학습했습니다.
- 학습셋 크기 과 에서 AEVB · wake-sleep · MCEM의 수렴 속도를 비교했습니다.
- MCEM은 온라인 알고리즘이 아니어서(AEVB · wake-sleep과 달리) 전체 MNIST 데이터셋에 효율적으로 적용할 수 없었습니다.
시각화 (부록 A)
잠재 공간을 2차원으로 두고 고른 격자 좌표를 정규분포의 역CDF로 바꿔 를 만든 뒤 디코더 출력을 그려, MNIST · Frey Face의 학습된 다양체를 보였습니다. 잠재 차원(2, 5, 10, 20)별 무작위 샘플도 함께 제시합니다.
왜 중요한가 · 이후 영향
- 재매개변수화 트릭은 딥러닝의 표준 도구가 됐습니다. 무작위 샘플링을 거치는 모델을 역전파로 학습하는 대표 방법으로, VAE 밖의 확률적 신경망에서도 널리 쓰입니다.
- 딥러닝과 베이즈 추론을 이었습니다. "인코더 = 근사 추론, 디코더 = 생성 모델, 목표 = 변분 하한"이라는 틀은 이후 수많은 잠재 변수 모델의 출발점이 됐습니다.
- 생성 모델의 한 축이 됐습니다. GAN · 확산 모델(DDPM)과 함께 대표적인 심층 생성 모델 계열이며, DDPM의 학습 목표도 변분 하한에서 출발합니다.
- 잠재 공간을 부품으로 쓰는 흐름. 오늘날 이미지 생성 모델 중에는 VAE 계열 인코더로 이미지를 작은 잠재 공간으로 압축한 뒤 그 안에서 생성하는 방식이 많습니다.
한계 · 주의할 점
- 연속 잠재 변수에 한정됩니다. 재매개변수화는 가 연속이고 미분 가능한 변환이 있을 때 씁니다. 논문도 wake-sleep의 장점으로 이산 잠재 변수에도 적용된다는 점을 듭니다.
- 근사 사후분포의 형태가 제한적입니다. 실험은 대각 공분산 정규분포를 썼습니다. 진짜 사후분포가 이와 많이 다르면 하한과 로그 가능도 사이의 틈(KL)이 남고, 하한이 올라도 가 좋아진 것인지 모델이 좋아진 것인지 구분되지 않습니다.
- 실험 규모가 작습니다. MNIST · Frey Face와 은닉층 하나짜리 MLP로 검증했고, 대규모 이미지 생성 품질은 이 논문의 범위 밖입니다. 주변 가능도 추정기도 잠재 차원이 5 미만일 때만 믿을 만하다고 논문이 밝힙니다.
이어서 읽을 것
- 같은 트랙: GAN — 하한 대신 판별자와의 경쟁으로 생성 모델을 학습
- 같은 트랙: DDPM — 변분 하한에서 출발한 확산 생성 모델
- 기초: 역전파(1986) — 재매개변수화 뒤 기울기를 전달하는 방법
- 기초: Adam — 같은 1저자(Kingma)의 최적화 방법, 이후 VAE 학습에도 널리 쓰임
용어 정리
| 용어 | 쉬운 뜻 |
|---|---|
| 잠재 변수(latent variable) | 관측되지 않지만 데이터를 만들어 낸 숨은 요인 |
| 사전분포(prior) | 데이터를 보기 전 잠재 변수에 대한 믿음, 여기선 |
| 사후분포(posterior) | 데이터를 본 뒤 잠재 변수의 분포 |
| 주변 가능도(marginal likelihood) | 잠재 변수를 모두 적분해 없앤 |
| 계산 불가능(intractable) | 닫힌 식이나 현실적 계산으로 구할 수 없음 |
| KL 발산 | 두 확률분포의 차이를 재는 값(0 이상) |
| 변분 하한(ELBO) | 로그 가능도보다 항상 작거나 같은, 최대화 가능한 목표 |
| 인코더 · 디코더 | : → 의 분포 · : → 의 분포 |
| 재매개변수화 트릭 | 처럼 무작위성을 잡음으로 빼 미분 가능하게 함 |
| SGVB · AEVB | 재매개변수화한 하한 추정량 · 그것으로 인코더와 디코더를 함께 학습하는 알고리즘 |
스스로 점검
1. 변분 하한 이 왜 로그 가능도의 "하한"인가요? 답: 이고 KL 발산은 항상 0 이상이기 때문입니다. 가 진짜 사후분포와 같아지면 KL이 0이 되어 하한이 로그 가능도와 같아집니다.
2. 재매개변수화 트릭이 없으면 무엇이 문제인가요? 답: 를 에서 직접 뽑으면 그 단계를 로 미분할 수 없고, 대안인 점수 함수 방식은 분산이 너무 큽니다. 으로 바꾸면 기울기가 를 거쳐 인코더까지 전달됩니다.
3. 식 7(또는 식 10)의 두 항은 오토인코더 관점에서 각각 무엇인가요? 답: 첫째 항(음의 KL)은 인코더의 분포를 사전분포 가까이 붙잡는 규제항이고, 둘째 항 는 뽑은 로 를 얼마나 잘 되살리는지 나타내는 음의 재구성 오차입니다.
다음에 볼 것
이 글을 이해했다면 이어서 보면 좋은 항목입니다.
- GAN 실전: 모드 붕괴 · WGAN · 조건부 GAN · StyleGAN — 가능도 대신 판별자로 배우는 다른 갈래의 생성 모델을 실전 문제와 함께 봅니다
- 잡음 제거 확산 확률 모델 (DDPM) — 잡음을 더하는 과정을 거꾸로 되돌리며 '더해진 잡음 맞히기'로 학습해 고품질 이미지를 만든 확산 모델
출처
- 원문: https://arxiv.org/abs/1312.6114 (2013 · Diederik P. Kingma 외)
AI 원리부터 이해하기 · 생성 모델 모듈
생성 모델 모듈 학습
이 글은 생성 모델 모듈의 학습 자료입니다. 전체 10개 자료 중 3번째입니다.
출처·원문
원문 보기요약만