オフライン強化学習における拡散ポリシーのためのノイズ空間ポリシー勾配
Noisy-Space Policy Gradient for Diffusion Policies in Offline Reinforcement Learning
拡散ポリシーを強化学習に統合するため、ノイズ空間で価値関数を定義し、クリーンな行動空間の価値推定のみを用いてノイズ潜在変数を最適化するポリシー勾配法を提案した。
著者: Mahmoud Selim, Cristina Cipriani, Karl H. Johansson
分類: cs.LG, cs.AI, cs.RO
原文アブストラクト
Diffusion policies offer a powerful and expressive parameterization for continuous control. Yet, their integration with reinforcement learning remains conceptually and algorithmically challenging. In this work, we address this gap by introducing a noisy-space action-value (Q-)function that assigns values to diffusion latents through the distribution of executed actions induced by the denoising process. We show that this construction admits a precise semantic interpretation and derive a noisy-space policy gradient (NSPG) that optimizes noisy latents using only clean action-space value estimates. Building on this result, we formulate a KL-regularized policy improvement over noisy latents and show that the resulting objective admits a diffusion-compatible regression form, avoiding backpropagation through the denoising process. Empirical results on state-based D4RL benchmarks and vision-based OGBench tasks demonstrate that the proposed noisy-space objective provides a principled and effective basis for training diffusion policies in offline reinforcement learning. Project webpage: https://mahmoud-selim.github.io/NSPG/
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