wasserstein 距离

注明:直观理解而已,正儿八经的严谨证明看最下面的参考。

Earth Mover’s Distance

wasserstein 距离_第1张图片

wasserstein 距离_第2张图片

推土机距离的例子:有一堆土的分布是 P r P_r Pr, 其随机变量是 x x x,现在要求把这堆土挪动成为分布 P g P_g Pg ,其随机变量是 y y y(图上是 P θ P_\theta Pθ),这样做的方法很多,那么做最小功的挪动该是什么?这是一个优化问题对应着的最优解是:

这里写图片描述

这里 Π ( P r , P g ) \Pi(P_r, P_g) Π(Pr,Pg) 表示的是边缘分布是 P r P_r Pr P g P_g Pg 的联合分布 ( P r , P g ) (P_r, P_g) (Pr,Pg) 集合,即 ∑ x γ ( x , y ) = P r ( y ) \sum_x \gamma(x,y) = P_r(y) xγ(x,y)=Pr(y) ∑ y γ ( x , y ) = P θ ( x ) \sum_y \gamma(x,y) = P_\theta(x) yγ(x,y)=Pθ(x).

γ ∈ Π ( P r , P θ ) \gamma \in \Pi(P_r, P_\theta) γΠ(Pr,Pθ), 求解 ( x , y ) (x,y) (x,y)服从联合分布 γ \gamma γ 时,关于 ∣ ∣ x − y ∣ ∣ ||x-y|| xy的期望,所有的解中最小的期望便是推土机距离。

直观的测度论

测度论提供了一些集合的特征,用来描述适用于 R n \mathbb R^n Rn空间的大多数点。
零测度:零测度集合在我们的度量空间中不占有任何的体积。比如二维空间中的一条直线的测度是0。

高维空间的低维子空间

高维空间中的很多点是多余的,真实数据蜷缩在低维子空间的流形上(即高维曲面),因为维度低,所占空间体积几乎为0,所以原始的GANs存在的问题是生成器的生成数据广泛分布在高维空间中,侦测不到真实数据,KL距离始终是log2,所以对生成器的梯度始终是0,怎么训练也没用。

Wasserstein距离的对偶式

这里写图片描述

1

相当于找到一个函数 f f f 求(3)的最大目标函数。这个函数满足 ∥ f ∥ L ≤ 1 \lVert f \lVert_{L \leq 1} fL1, 1-Lipschitz 函数。

补充:2019年4月16日08:11:36

:我在简书里补充了一些资料和定义,需要的可以去看看:https://www.jianshu.com/p/b03d5433229e


参考:https://www.zhihu.com/question/41752299
:https://vincentherrmann.github.io/blog/wasserstein/
:《深度学习》《hulu百面》

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