去噪扩散模型在生成高保真图像时是如何通过逐步引入噪声和学习的逆向过程工作的？

去噪扩散模型是一种强大的生成模型，它通过一系列预定义的步骤将数据分布映射到一个简单的噪声分布，再通过训练得到的逆过程逐步恢复数据。在这个过程中，模型首先定义了一个从数据空间到噪声空间的马尔可夫链，通常通过向数据中逐渐添加高斯噪声来实现。每一步添加噪声的过程都遵循一个预设的方差计划，这个计划决定了噪声添加的速度和模式。随着噪声的增加，原始数据逐渐变得不可识别，最终达到一个已知的分布，通常是标准高斯分布。

参考资源链接：[深度学习生成模型：去噪扩散模型的基础与应用](https://wenku.csdn.net/doc/6szyo5qz4p?spm=1055.2569.3001.10343)

在学习的逆向过程中，模型需要学习一个去噪过程，即如何从噪声状态恢复到数据状态。这个过程同样是通过马尔可夫链实现的，但方向相反。模型需要逐步去除噪声，逐步恢复出原始数据的结构。为了实现这一过程，通常需要训练一个神经网络来预测给定噪声和时间步的去噪分布，这个预测分布用于去除噪声并接近真实数据分布。

在图像生成的上下文中，去噪扩散模型可以生成高度保真的图像，因为它们能够捕获数据分布的复杂性和多样性。例如，StyleGAN3展示了该模型在生成逼真人物图像方面的能力。去噪扩散模型的这一特性使其在计算机视觉任务中表现优异，如图像编辑、超分辨率、语义合成等，因为它们不仅能够生成高质量的图像，而且能够理解和生成图像中更丰富的语义信息。此外，由于模型学习了数据分布的内在结构，它们也能够用于表示学习，帮助减少对大规模标注数据集的依赖。

想要深入了解去噪扩散模型的原理和应用，推荐阅读《深度学习生成模型：去噪扩散模型的基础与应用》。这份由CVPR、NVIDIA和Google AI联合提供的教程详细介绍了去噪扩散模型的基础理论，并通过实际案例展示了其在高保真图像生成领域的应用。

参考资源链接：[深度学习生成模型：去噪扩散模型的基础与应用](https://wenku.csdn.net/doc/6szyo5qz4p?spm=1055.2569.3001.10343)