该研究针对物理系统状态仅在离散时刻被观测、却需还原其连续时间随机演化轨迹的问题,提出了名为PhiBE-Flow的框架。与传统方法仅学习相邻观测间的转移映射不同,该方法直接估计由随机微分方程(SDE)所诱导的概率速度场,从而刻画连续时间的分布演化。其核心优势在于采用无模型(model-free)途径,既不需要已知的SDE系数,也无需进行得分估计,并给出了同时涵盖时间离散化误差与有限样本误差的收敛性保证。作者在复杂度递增的多个系统上进行了验证,包括受控随机数值系统、Navier-Stokes动力学以及真实世界视频。结果表明,PhiBE-Flow能够准确恢复随机动力学的概率流,保持多尺度物理统计特性,并在视频生成任务上优于代表性基线方法。
| PhiBE-Flow | 本文提出的无模型框架,直接从离散观测中估计随机微分方程诱导的概率速度场,以生成连续时间轨迹。 |
| 随机微分方程(SDE) | 描述系统状态随时间连续随机演化的数学方程,其解为随机过程,用于建模连续时间的概率分布演化。 |
| 概率速度场 | 刻画概率密度随时间连续流动的向量场,由 SDE 诱导,决定了分布如何随时间演化。 |
| 无模型方法 | 指不依赖于已知系统动力学方程或系数,仅从观测数据中学习系统行为的方法。 |
| Navier--Stokes 动力学 | 描述流体运动的非线性偏微分方程组,常用于测试复杂时空动力学的建模与生成能力。 |
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