Python实现能量基模型(EBM):对比发散采样与MCMC采样的性能与收敛性

好的,没问题。 能量基模型 (EBM) 的采样方法:对比发散采样与 MCMC 大家好,今天我们来深入探讨能量基模型 (Energy-Based Models, EBMs) 中两种主要的采样方法:发散采样 (Contrastive Divergence, CD) 和马尔可夫链蒙特卡洛 (Markov Chain Monte Carlo, MCMC) 采样。我们将从理论基础出发,逐步实现这两种采样方法,并对比它们的性能和收敛性。 1. 能量基模型 (EBM) 简介 能量基模型是一种概率模型,它通过一个能量函数 E(x) 来定义数据分布。概率密度与能量函数成负指数关系: P(x) = exp(-E(x)) / Z 其中,x 是数据样本,E(x) 是能量函数,Z 是配分函数 (partition function),用于归一化概率分布。Z 的计算通常是难以处理的,因为需要对所有可能的 x 进行积分或求和。 EBM 的学习目标是调整能量函数 E(x),使得真实数据点的能量较低,而虚假数据点的能量较高。这通常通过最大似然估计的梯度下降来实现。然而,由于配分函数 Z 的存在,直接计算似然函数的梯度非 …