<h2 id=Encoder-Decoder> Encoder-Decoder</h2><div class="visible-content"> #NeuralNetwork #MachineLearning #Pocket #Search #Coding #NeurIPS
Issue Date: 2025-09-21 [Paper Note] Searching Latent Program Spaces, Matthew V Macfarlane+, NeurIPS’25, 2024.11 GPT Summary- 新しいスキルを効率的に習得し、一般化するためのLatent Program Network（LPN）を提案。LPNは、入力を出力にマッピングする潜在空間を学習し、テスト時に勾配を用いて探索。シンボリックアプローチの適応性とニューラル手法のスケーラビリティを兼ね備え、事前定義されたDSLを不要にする。ARC-AGIベンチマークでの実験により、LPNは分布外タスクでの性能を2倍に向上させることが示された。 Comment<p>元ポスト:
</p></span>
#ComputerVision
#Pocket
#Dataset
#Transformer
#DiffusionModel
#PEFT(Adaptor/LoRA)
#4D
Issue Date: 2025-09-16 [Paper Note] 4DNeX: Feed-Forward 4D Generative Modeling Made Easy, Zhaoxi Chen+, arXiv’25 GPT Summary- 4DNeXは、単一の画像から動的3Dシーンを生成する初のフィードフォワードフレームワークであり、事前学習されたビデオ拡散モデルをファインチューニングすることで効率的な4D生成を実現。大規模データセット4DNeX-10Mを構築し、RGBとXYZシーケンスを統一的にモデル化。実験により、4DNeXは既存手法を上回る効率性と一般化能力を示し、動的シーンの生成的4Dワールドモデルの基盤を提供。 Comment<p>pj page:
</p><p>元ポスト:
</p></span>
#NeuralNetwork
#EfficiencyImprovement
#Pocket
#NLP
#AutomaticSpeechRecognition(ASR)
#EMNLP
Issue Date: 2025-08-22 [Paper Note] LiteASR: Efficient Automatic Speech Recognition with Low-Rank Approximation, Keisuke Kamahori+, EMNLP’25 GPT Summary- LiteASRは、現代の自動音声認識モデルのエンコーダを低ランク圧縮する手法で、推論コストを大幅に削減しつつ転写精度を維持します。主成分分析を用いて低ランク行列の乗算を近似し、自己注意機構を最適化することで、Whisper large-v3のエンコーダサイズを50%以上圧縮し、Whisper mediumと同等のサイズでより良い転写精度を実現しました。 Comment<p>元ポスト:
</p><p>現代のASRモデルはencoderが計算効率の上でボトルネックとなっていたが、Forward Passにおける activatrion Y を PCA （式2, 3）に基づいて2つの低ランク行列の積（とバイアス項の加算; 式5）によって近似し計算効率を大幅に向上させた、という話な模様。weightを低ランクに写像するV_kとバイアス項のY_M（データセット全体に対するactivation Yの平均）はcalibrfationデータによって事前に計算可能とのこと。また、PCAのrank kがattention headの次元数より小さい場合、self-attentionの計算もより（QWKへ写像するWを低ランク行列で近似することで）効率的な手法を採用でき、そちらについても提案されている模様。（ざっくりしか読めていないので誤りがあるかもしれない。）
<img width=”592” height=”449” alt=”Image” src=”
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<img width=”484” height=”415” alt=”Image” src=”
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元ポスト:
#ComputerVision #Pretraining #Pocket #NLP #Transformer #InstructionTuning #MultiModal #SpeechProcessing #CVPR #Selected Papers/Blogs #Robotics #UMM #EmbodiedAI Issue Date: 2023-12-29 Unified-IO 2: Scaling Autoregressive Multimodal Models with Vision, Language, Audio, and Action, Jiasen Lu+, N_A, CVPR'24 GPT Summary- Unified-IO 2は、最初の自己回帰型のマルチモーダルモデルであり、画像、テキスト、音声、アクションを理解し生成することができます。異なるモダリティを統一するために、共有の意味空間に入力と出力を配置し、単一のエンコーダ・デコーダトランスフォーマーモデルで処理します。さまざまなアーキテクチャの改善を提案し、大規模なマルチモーダルな事前トレーニングコーパスを使用してモデルをトレーニングします。Unified-IO 2は、GRITベンチマークを含む35以上のベンチマークで最先端のパフォーマンスを発揮します。 Comment
画像、テキスト、音声、アクションを理解できる初めてのautoregressive model。AllenAI
モデルのアーキテクチャ図
マルチモーダルに拡張したことで、訓練が非常に不安定になったため、アーキテクチャ上でいくつかの工夫を加えている:
- 2D Rotary Embedding
- Positional EncodingとしてRoPEを採用
- 画像のような2次元データのモダリティの場合はRoPEを2次元に拡張する。具体的には、位置(i, j)のトークンについては、Q, Kのembeddingを半分に分割して、それぞれに対して独立にi, jのRoPE Embeddingを適用することでi, j双方の情報を組み込む。
- QK Normalization
- image, audioのモダリティを組み込むことでMHAのlogitsが非常に大きくなりatteetion weightが0/1の極端な値をとるようになり訓練の不安定さにつながった。このため、dot product attentionを適用する前にLayerNormを組み込んだ。
- Scaled Cosine Attention
- Image Historyモダリティにおいて固定長のEmbeddingを得るためにPerceiver Resamplerを扱ったているが、こちらも上記と同様にAttentionのlogitsが極端に大きくなったため、cosine類似度をベースとしたScaled Cosine Attention [Paper Note] Swin Transformer V2: Scaling Up Capacity and Resolution, Ze Liu+, arXiv'21
を利用することで、大幅に訓練の安定性が改善された。
- その他
- attention logitsにはfp32を適用
- 事前学習されたViTとASTを同時に更新すると不安定につながったため、事前学習の段階ではfreezeし、instruction tuningの最後にfinetuningを実施
目的関数としては、Mixture of Denoisers (UL2: Unifying Language Learning Paradigms, Yi Tay+, N/A, ICLR'23
)に着想を得て、Multimodal Mixture of Denoisersを提案。MoDでは、
- \[R\]: 通常のspan corruption (1--5 token程度のspanをmaskする)
- \[S\]: causal language modeling (inputを2つのサブシーケンスに分割し、前方から後方を予測する。前方部分はBi-directionalでも可)
- \[X\]: extreme span corruption (12>=token程度のspanをmaskする)
の3種類が提案されており、モダリティごとにこれらを使い分ける:
- text modality: UL2 (UL2: Unifying Language Learning Paradigms, Yi Tay+, N/A, ICLR'23
)を踏襲
- image, audioがtargetの場合: 2つの類似したパラダイムを定義し利用
- \[R\]: patchをランダムにx%マスクしre-constructする
- \[S\]: inputのtargetとは異なるモダリティのみの情報から、targetモダリティを生成する
訓練時には prefixとしてmodality token \[Text\], \[Image\], \[Audio\] とparadigm token \[R\], \[S\], \[X\] をタスクを指示するトークンとして利用している。
また、image, audioのマスク部分のdenoisingをautoregressive modelで実施する際には普通にやるとdecoder側でリークが発生する(a)。これを防ぐには、Encoder側でマスクされているトークンを、Decoder側でteacher-forcingする際にの全てマスクする方法(b)があるが、この場合、生成タスクとdenoisingタスクが相互に干渉してしまいうまく学習できなくなってしまう（生成タスクでは通常Decoderのinputとして[mask]が入力され次トークンを生成する、といったことは起きえないが、愚直に(b)をやるとそうなってしまう）。ので、(c)に示したように、マスクされているトークンをinputとして生成しなければならない時だけ、マスクを解除してdecoder側にinputする、という方法 (Dynamic Masking) でこの問題に対処している。
<img width="597" height="394" alt="Image" src="
<a href="https://github.com/user-attachments/assets/0dba8d5d-0c93-4c56-852b-fce9869428e7"" target="_blank" rel="noopener noreferrer">https://github.com/user-attachments/assets/0dba8d5d-0c93-4c56-852b-fce9869428e7"</a>
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#RecommenderSystems #Pocket #Transformer #VariationalAutoEncoder #NeurIPS #read-later #Selected Papers/Blogs #ColdStart #SemanticID Issue Date: 2025-07-28 [Paper Note] Recommender Systems with Generative Retrieval, Shashank Rajput+, NeurIPS'23 GPT Summary- 新しい生成的検索アプローチを提案し、アイテムのセマンティックIDを用いて次のアイテムを予測するTransformerベースのモデルを訓練。これにより、従来のレコメンダーシステムを大幅に上回る性能を達成し、過去の対話履歴がないアイテムに対しても改善された検索性能を示す。 Comment
openreview: https://openreview.net/forum?id=BJ0fQUU32w
Semantic IDを提案した研究
アイテムを意味的な情報を保持したdiscrete tokenのタプル（＝Semantic ID)で表現し、encoder-decoderでNext ItemのSemantic IDを生成するタスクに落としこむことで推薦する。SemanticIDの作成方法は後で読んで理解したい。
#Pocket #Transformer #LongSequence #NeurIPS #Encoder Issue Date: 2023-05-09 Vcc: Scaling Transformers to 128K Tokens or More by Prioritizing Important Tokens, Zhanpeng Zeng+, N_A, NeurIPS'23 GPT Summary- 本論文では、Transformerモデルの二次コストを削減するために、各層でサイズ$r$が$n$に独立した表現に入力を圧縮する方法を提案する。VIPトークン中心の圧縮（Vcc）スキームを使用し、VIPトークンの表現を近似するために入力シーケンスを選択的に圧縮する。提案されたアルゴリズムは、競合するベースラインと比較して効率的であり、多数のタスクにおいて競争力のあるまたはより優れたパフォーマンスを発揮する。また、アルゴリズムは128Kトークンにスケーリングでき、一貫して精度の向上を提供することが示された。 #ComputerVision #Pocket #TextToImageGeneration #VariationalAutoEncoder #CVPR #Selected Papers/Blogs #ImageSynthesis #U-Net Issue Date: 2025-10-10 [Paper Note] High-Resolution Image Synthesis with Latent Diffusion Models, Robin Rombach+, CVPR'22, 2021.12 GPT Summary- 拡散モデル（DMs）は、逐次的なデノイジングオートエンコーダを用いて画像生成プロセスを効率化し、最先端の合成結果を達成。従来のピクセル空間での訓練に比べ、強力な事前訓練されたオートエンコーダの潜在空間での訓練により、計算リソースを削減しつつ視覚的忠実度を向上。クロスアテンション層を導入することで、テキストやバウンディングボックスに基づく柔軟な生成が可能となり、画像インペインティングや無条件画像生成などで競争力のある性能を発揮。 Comment
ここからtext等による条件付けをした上での生成が可能になった（らしい）
#Pocket #NLP #Transformer #Architecture #Normalization Issue Date: 2025-07-04 [Paper Note] On Layer Normalizations and Residual Connections in Transformers, Sho Takase+, arXiv'22 GPT Summary- 本研究では、Transformerアーキテクチャのレイヤー正規化の位置に関するPost-LNとPre-LNの違いを調査。Post-LNは浅い層で優れた性能を示す一方、深い層では不安定なトレーニングを引き起こす消失勾配問題があることを発見。これを踏まえ、Post-LNの修正により安定したトレーニングを実現する方法を提案し、実験でPre-LNを上回る結果を示した。 Comment
Pre-LNの安定性を持ちながらもPost-LNのような高い性能を発揮する良いとこ取りのB2TConnectionを提案
NLP2022: https://www.anlp.jp/proceedings/annual_meeting/2022/pdf_dir/A2-5.pdf
#NeuralNetwork #ComputerVision #Pocket #DiffusionModel #Selected Papers/Blogs #PMLR #ScoreMatching #U-Net Issue Date: 2025-10-10 [Paper Note] Improved Denoising Diffusion Probabilistic Models, Alex Nichol+, PMLR'21, 2021.02 GPT Summary- DDPMは高品質なサンプル生成が可能な生成モデルであり、簡単な修正により競争力のある対数尤度を達成できることを示す。逆拡散プロセスの分散を学習することで、サンプリング回数を大幅に削減しつつサンプル品質を維持。DDPMとGANのターゲット分布のカバー能力を比較し、モデルの容量とトレーニング計算量に対してスケーラブルであることを明らかにした。コードは公開されている。 Comment
関連:
- [Paper Note] Denoising Diffusion Probabilistic Models, Jonathan Ho+, NeurIPS'20, 2020.06
#NeuralNetwork #ComputerVision #Pocket #DiffusionModel #TextToImageGeneration #NeurIPS #Selected Papers/Blogs #ScoreMatching #U-Net Issue Date: 2025-10-10 [Paper Note] Diffusion Models Beat GANs on Image Synthesis, Prafulla Dhariwal+, NeurIPS'21 Spotlight, 2021.05 GPT Summary- 拡散モデルが最先端の生成モデルを上回る画像サンプル品質を達成。無条件画像合成ではアーキテクチャの改善、条件付き画像合成では分類器のガイダンスを用いて品質向上。ImageNetでのFIDスコアは、128×128で2.97、256×256で4.59、512×512で7.72を達成し、BigGAN-deepに匹敵。分類器のガイダンスはアップサンプリング拡散モデルと組み合わせることでさらに改善され、256×256で3.94、512×512で3.85を記録。コードは公開中。 Comment
openreview: https://openreview.net/forum?id=AAWuCvzaVt
日本語解説: https://qiita.com/UMAboogie/items/160c1159811743c49d99
バックボーンとして使われているU-Netはこちら:
- [Paper Note] U-Net: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation, Olaf Ronneberger+, MICCAI'15, 2015.05
#NeuralNetwork #ComputerVision #Pocket #DiffusionModel #NeurIPS #Selected Papers/Blogs #ScoreMatching #ImageSynthesis #U-Net Issue Date: 2025-10-10 [Paper Note] Denoising Diffusion Probabilistic Models, Jonathan Ho+, NeurIPS'20, 2020.06 GPT Summary- 拡散確率モデルを用いた高品質な画像合成を提案。新しい重み付き変分境界でのトレーニングにより、優れた結果を得る。無条件CIFAR10で9.46のInceptionスコア、256x256のLSUNでProgressiveGANに匹敵する品質を達成。実装はGitHubで公開。 #Analysis #Pocket #NLP #Transformer #Normalization Issue Date: 2025-07-05 [Paper Note] On Layer Normalization in the Transformer Architecture, Ruibin Xiong+, arXiv'20 GPT Summary- 本論文では、Transformerの学習率のウォームアップ段階の重要性を理論的に研究し、レイヤー正規化の位置が訓練の安定性に与える影響を示す。特に、Post-LN Transformerでは大きな勾配が不安定さを引き起こすため、ウォームアップが有効である一方、Pre-LN Transformerでは勾配が良好に振る舞うため、ウォームアップを省略できることを示す。実験により、ウォームアップなしのPre-LN Transformerがベースラインと同等の結果を達成し、訓練時間とハイパーパラメータの調整が削減できることを確認した。 Comment
OpenReview: https://openreview.net/forum?id=B1x8anVFPr
Encoder-DecoderのTransformerにおいて、Post-LNの場合は、Warmupを無くすと最終的な性能が悪化し、またWarmUpステップの値によって（500 vs. 4000で実験)も最終的な性能が変化する。これには学習時にハイパーパラメータをしっかり探索しなければならず、WarmUPを大きくすると学習効率が落ちるというデメリットがある。
Post-LNの場合は、Pre-LNと比較して勾配が大きく、Warmupのスケジュールをしっかり設計しないと大きな勾配に対して大きな学習率が適用され学習が不安定になる。これは学習率を非常に小さくし、固定値を使うことで解決できるが、収束が非常に遅くなるというデメリットがある。
一方、Pre-LNはWarmup無しでも、高い性能が達成でき、上記のようなチューニングの手間や学習効率の観点から利点がある、みたいな話の模様。
#InformationRetrieval #Pocket #NLP #LanguageModel #RAG(RetrievalAugmentedGeneration) #NeurIPS #Selected Papers/Blogs #ContextEngineering Issue Date: 2023-12-01 Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP Tasks, Patrick Lewis+, N_A, NeurIPS'20 GPT Summary- 大規模な事前学習言語モデルを使用した検索強化生成（RAG）の微調整手法を提案しました。RAGモデルは、パラメトリックメモリと非パラメトリックメモリを組み合わせた言語生成モデルであり、幅広い知識集約的な自然言語処理タスクで最先端の性能を発揮しました。特に、QAタスクでは他のモデルを上回り、言語生成タスクでは具体的で多様な言語を生成することができました。 Comment
RAGを提案した研究
Retrieverとして利用されているDense Passage Retrieval (DPR)はこちら:
- [Paper Note] Dense Passage Retrieval for Open-Domain Question Answering, Vladimir Karpukhin+, EMNLP'20, 2020.04
#NeuralNetwork #NaturalLanguageGeneration #NLP #Dataset #DataToTextGeneration #TabularData #ACL Issue Date: 2025-08-06 Learning to Generate Move-by-Move Commentary for Chess Games from Large-Scale Social Forum Data, Jhamtani+, ACL'18 Comment
データセットの日本語解説（過去の自分の資料）: https://speakerdeck.com/akihikowatanabe/data-to-text-datasetmatome-summary-of-data-to-text-datasets?slide=66
#NeuralNetwork #ComputerVision #Pocket #Selected Papers/Blogs #Backbone #U-Net Issue Date: 2025-09-22 [Paper Note] U-Net: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation, Olaf Ronneberger+, MICCAI'15, 2015.05 GPT Summary- データ拡張を活用した新しいネットワークアーキテクチャを提案し、少ない注釈付きサンプルからエンドツーエンドでトレーニング可能であることを示す。電子顕微鏡スタックの神経構造セグメンテーションで従来手法を上回り、透過光顕微鏡画像でも優れた結果を達成。512x512画像のセグメンテーションは1秒未満で完了。実装とトレーニング済みネットワークは公開されている。 #NeuralNetwork #NaturalLanguageGeneration #Pocket #NLP #NeurIPS #Selected Papers/Blogs Issue Date: 2025-09-19 [Paper Note] Sequence to Sequence Learning with Neural Networks, Ilya Sutskever+, NIPS'14 GPT Summary- DNNはシーケンス学習において優れた性能を示すが、シーケンス間のマッピングには限界がある。本研究では、LSTMを用いたエンドツーエンドのシーケンス学習アプローチを提案し、英語からフランス語への翻訳タスクで34.8のBLEUスコアを達成。LSTMは長文にも対応し、SMTシステムの出力を再ランク付けすることでBLEUスコアを36.5に向上させた。また、単語の順序を逆にすることで性能が向上し、短期的依存関係の最適化が容易になった。 Comment
いまさらながらSeq2Seqを提案した研究を追加
#Article #ComputerVision #Transformer #OpenWeight #VideoGeneration/Understandings Issue Date: 2025-08-27 Wan-S2V: Audio-Driven Cinematic Video Generation, Alibaba, 2025.08 Comment
元ポスト:
関連:
- Wan2.2, Alibaba Wan, 2025.07
image+Audio-to-video generation
Audioモダリティ: wav2vec+AudioEncoder
Visionモダリティ: 3D VAE Encoder
Textモダリティ: T5 Encoder
モダリティ統合: DiT Block(おそらくT5 Encoderの出力を用いてprompt情報を条件付け）とAudio Block?
3D VAE Decoderでデコードというアーキテクチャ？詳細が書かれておらずよくわからない。