Settimana 8
$$\gdef \sam #1 {\mathrm{softargmax}(#1)}$$
$$\gdef \vect #1 {\boldsymbol{#1}} $$
$$\gdef \matr #1 {\boldsymbol{#1}} $$
$$\gdef \E {\mathbb{E}} $$
$$\gdef \V {\mathbb{V}} $$
$$\gdef \R {\mathbb{R}} $$
$$\gdef \N {\mathbb{N}} $$
$$\gdef \relu #1 {\texttt{ReLU}(#1)} $$
$$\gdef \D {\,\mathrm{d}} $$
$$\gdef \deriv #1 #2 {\frac{\D #1}{\D #2}}$$
$$\gdef \pd #1 #2 {\frac{\partial #1}{\partial #2}}$$
$$\gdef \set #1 {\left\lbrace #1 \right\rbrace} $$
% My colours
$$\gdef \aqua #1 {\textcolor{8dd3c7}{#1}} $$
$$\gdef \yellow #1 {\textcolor{ffffb3}{#1}} $$
$$\gdef \lavender #1 {\textcolor{bebada}{#1}} $$
$$\gdef \red #1 {\textcolor{fb8072}{#1}} $$
$$\gdef \blue #1 {\textcolor{80b1d3}{#1}} $$
$$\gdef \orange #1 {\textcolor{fdb462}{#1}} $$
$$\gdef \green #1 {\textcolor{b3de69}{#1}} $$
$$\gdef \pink #1 {\textcolor{fccde5}{#1}} $$
$$\gdef \vgrey #1 {\textcolor{d9d9d9}{#1}} $$
$$\gdef \violet #1 {\textcolor{bc80bd}{#1}} $$
$$\gdef \unka #1 {\textcolor{ccebc5}{#1}} $$
$$\gdef \unkb #1 {\textcolor{ffed6f}{#1}} $$
% Vectors
$$\gdef \vx {\pink{\vect{x }}} $$
$$\gdef \vy {\blue{\vect{y }}} $$
$$\gdef \vb {\vect{b}} $$
$$\gdef \vz {\orange{\vect{z }}} $$
$$\gdef \vtheta {\vect{\theta }} $$
$$\gdef \vh {\green{\vect{h }}} $$
$$\gdef \vq {\aqua{\vect{q }}} $$
$$\gdef \vk {\yellow{\vect{k }}} $$
$$\gdef \vv {\green{\vect{v }}} $$
$$\gdef \vytilde {\violet{\tilde{\vect{y}}}} $$
$$\gdef \vyhat {\red{\hat{\vect{y}}}} $$
$$\gdef \vycheck {\blue{\check{\vect{y}}}} $$
$$\gdef \vzcheck {\blue{\check{\vect{z}}}} $$
$$\gdef \vztilde {\green{\tilde{\vect{z}}}} $$
$$\gdef \vmu {\green{\vect{\mu}}} $$
$$\gdef \vu {\orange{\vect{u}}} $$
% Matrices
$$\gdef \mW {\matr{W}} $$
$$\gdef \mA {\matr{A}} $$
$$\gdef \mX {\pink{\matr{X}}} $$
$$\gdef \mY {\blue{\matr{Y}}} $$
$$\gdef \mQ {\aqua{\matr{Q }}} $$
$$\gdef \mK {\yellow{\matr{K }}} $$
$$\gdef \mV {\lavender{\matr{V }}} $$
$$\gdef \mH {\green{\matr{H }}} $$
% Coloured math
$$\gdef \cx {\pink{x}} $$
$$\gdef \ctheta {\orange{\theta}} $$
$$\gdef \cz {\orange{z}} $$
$$\gdef \Enc {\lavender{\text{Enc}}} $$
$$\gdef \Dec {\aqua{\text{Dec}}}$$
Lezione parte A
In questa sezione ci focalizziamo sull’introduzione dei metodi contrastivi in vari aspetti dei modelli ad energia (Energy Based Models, EBM). Innanzitutto, discutiamo del vantaggio dato dall’applicazione dei metodi contrastivi nell’apprendimento auto-supervisionato (self-supervised learning, SSL). In seconda battuta, parliamo dell’architettura degli autoencoder per la riduzione del rumore (denoising autoencoder) e delle loro debolezze nei compiti di ricostruzione delle immagini. Discutiamo anche di altri metodi contrastivi, come la divergenza contrastiva (contrastive divergence, CD) e divergenza contrastiva persistente.
Lezione parte B
In questa sezione discutiamo dettagliatamente sugli EBM, coprendone concetti delle versioni condizionate e non-condizionate. Parliamo quindi degli algoritmi ISTA, FISTA e LISTA e vediamo degli esempi di codificazione sparsa (sparse coding) e dei filtri appresi da codificatori convoluzionali sparsi. Infine, parliamo degli autoencoder variazionali (Variational Autoencoders, VAEs) e dei concetti ad essi collegati.
Pratica
In questa sezione, discutiamo di una specifica tipologia di modelli generativi chiamati autoencoder variazionali. Esploriamo nel dettaglio la funzione obiettivo dei VAE, comprendendo come imponga una determinata struttura nello spazio latente. Infine, implementiamo e addestriamo un VAE sul dataset di MNIST e lo usiamo per generare nuove osservazioni.
Marco Zullich