25. DDPO: 디퓨전의 정책 그래디언트

자주 하는 실수와 요약

자주 하는 실수
실수 나온 문제 바로잡는 법
일어날 가능성이 가장 큰 값(비가 안 온다 → 0mm)을 최선의 예보로 봄 1 제곱 오차의 최선은 평균이다. 0mm는 평균 제곱 오차 30, 3mm는 21
관측이 가까운 쪽 데이터 점만 보고 추정의 부호를 정함 2 원래 흔한 점(−1-1)의 비율도 함께 본다. −1-1 이 80%면 xt=0.5\textcolor{#1c9c60}{x_t} = 0.5, σ=1\textcolor{#993600}{\sigma} = 1 에서도 추정은 −0.19-0.19
한 번에 회귀한 흐릿한 답을 학습 부족 탓으로 봄 2 순수한 노이즈에는 가를 정보가 없어 평균(−0.6-0.6)이 최선이다. 그래서 조건을 조금씩 바꾸는 스텝을 여러 번 밟는다
편차가 같으면 똑같이 드문 일이라고 봄 3 표준편차로 나눠 잰다. 같은 6g이 표준편차 10g인 곳에서는 0.6개, 2g인 곳에서는 3개다
노이즈 σ\textcolor{#993600}{\sigma}를 줄여도 벗어난 거리가 함께 줄어 그래디언트는 그대로라고 봄 4 ∂log⁡p/∂μθ=ε/σ\partial \log \textcolor{#1565c0}{p} / \partial \textcolor{#1565c0}{\mu_\theta} = \textcolor{#b8860b}{\varepsilon}/\textcolor{#993600}{\sigma}. ε=0.5\textcolor{#b8860b}{\varepsilon} = 0.5에서 σ=0.5\textcolor{#993600}{\sigma} = 0.5면 1, σ=0.1\textcolor{#993600}{\sigma} = 0.1이면 5
노이즈 없는 샘플러의 경로에 아주 작은 σ\textcolor{#993600}{\sigma}를 가정해 DDPO를 씀 5 그래디언트가 1/σ1/\textcolor{#993600}{\sigma}로 한없이 커지고, 그 경로는 그 분포에서 뽑힌 것도 아니다. 노이즈를 실제로 넣어야 로그확률과 탐색이 생긴다
방금 생성한 경로라 여러 번 업데이트해도 그대로 온폴리시(지금 정책이 뽑은 샘플)라고 봄 6 첫 업데이트 뒤엔 pθ≠pold\textcolor{#1565c0}{p_\theta} \ne \textcolor{#6f6f78}{p_\text{old}}. 비율로 보정하고 클리핑한다(DDPOIS)
보상이 양수인 빈틈이 남아 있으면 정책이 결국 그 빈틈으로 간다고 봄 7 최적화는 순위 싸움이다. 진짜 최고점의 평균 1이 빈틈의 0.75보다 크다
보상 앙상블이면 해킹이 해결된다고 봄 7 모델마다 다른 빈틈만 지운다. 공유된 빈틈에서는 평균도 1.5 그대로다
요약

디퓨전은 이미지를 한 번에 그리지 않는다. 제곱 오차로 학습한 네트워크의 답은 조건부 평균이라, 순수한 노이즈에서 한 번에 회귀하면 모든 이미지의 흐릿한 평균이 나온다. 그래서 지금까지 그린 결과(내부 조건)를 다음 디노이징 스텝의 조건으로 넣어 평균을 한 봉우리로 좁혀 간다. 시간을 축으로 한 자기회귀다. 추정이 스텝마다 바뀌는 것은 조건이 특정되기 때문이고, 처음 추정은 앞으로의 추정들의 평균이다. 한 스텝 생성은 가능하지만 대개 여러 스텝 모델을 압축한 것이고, 교사의 수준에 닿으려면 보고된 예로 4스텝은 걸렸다. 이렇게 생성이 여러 번의 결정이므로, 쌍비교 데이터 없이 점수만 주는 보상 모델이 있을 때 DDPO는 디노이징 T\textcolor{#915a08}{T}스텝을 T\textcolor{#915a08}{T}번의 행동으로 보는 MDP로 디퓨전에 정책 그래디언트를 쓴다. 이미지 전체의 확률은 몰라도 실제로 밟은 경로의 스텝별 정규분포 로그확률은 정확히 계산되고, 스텝 노이즈 σtε\textcolor{#993600}{\sigma_t}\textcolor{#b8860b}{\varepsilon}가 탐색을, μθ\textcolor{#1565c0}{\mu_\theta}가 학습되는 판단을 맡는다. 노이즈가 작을수록 샘플 하나의 그래디언트는 ε/σ\textcolor{#b8860b}{\varepsilon}/\textcolor{#993600}{\sigma}로 예민해지고, 노이즈가 없는 결정론적 샘플러에서는 로그확률도 탐색도 사라진다. 그래디언트는 REINFORCE식(DDPOSF)이나 임포턴스 비율과 클리핑을 쓰는 PPO식(DDPOIS)으로 추정하고, 프롬프트별 보상 정규화가 비평가를 대신한다. 대가는 보상 모델에 대한 전적인 의존이다. 온라인 탐색이 보상 모델의 빈틈을 찾아내 리워드 해킹이 일어나고, 보상 앙상블은 모델마다 다른 빈틈만 지울 뿐 공유된 편향은 남긴다.