Hyper-SD - 字节跳动推出的高效的图像合成框架

Hyper-SD是什么

Hyper-SD是由字节跳动的研究人员推出的一个高效的图像合成框架，旨在解决现有扩散模型在多步推理过程中计算成本高昂的问题。Hyper-SD通过轨迹分割一致性蒸馏（TSCD）技术，在不同时间段内保持数据的一致性，从而有效保留了原始的ODE（常微分方程）轨迹。此外，它还融入了人类反馈学习，优化了在低步数推理情况下的模型性能，并利用分数蒸馏进一步提升了单步推理的图像质量。该框架能够在保持高图像质量的同时，大幅减少必要的推理步骤，实现快速生成高分辨率图像，进一步推动了生成AI领域的发展。

Hyper-SD的官网入口

• 官方项目主页：https://hyper-sd.github.io/
• Hugging Face模型地址：https://huggingface.co/ByteDance/Hyper-SD
• arXiv研究论文：https://arxiv.org/abs/2404.13686
• Hyper-SD T2I版Demo：https://huggingface.co/spaces/ByteDance/Hyper-SDXL-1Step-T2I
• Hyper-SD 涂鸦版Demo：https://huggingface.co/spaces/ByteDance/Hyper-SD15-Scribble

Hyper-SD的工作原理

1. 轨迹分割一致性蒸馏（TSCD）：将训练时间步长范围[0, T]划分为k个均匀的时间段。在每个时间段内部执行一致性蒸馏，使用原始模型作为教师，学生模型逐步学习教师模型的行为。通过逐步减少时间段的数量（如8 → 4 → 2 → 1），训练学生模型以逼近教师模型的全局行为。
2. 人类反馈学习（ReFL）：利用人类对图像的偏好反馈来优化模型。训练奖励模型，使其能够识别并奖励更符合人类审美的图像。通过迭代去噪和直接预测，结合奖励模型的反馈，微调学生模型。
3. 分数蒸馏：使用真实分布和假分布的得分函数来指导单步推理过程。通过最小化两个分布之间的KL散度，优化学生的单步生成性能。
4. 低秩适应（LoRA）：使用LoRA技术来适配和训练学生模型，使其成为一个轻量级的插件，可以快速部署和使用。
5. 训练和损失函数优化：定义损失函数，结合一致性损失、人类反馈损失和分数蒸馏损失。使用梯度下降等优化算法来训练学生模型，同时更新LoRA插件。
6. 推理和图像生成：在训练完成后，使用学生模型进行图像生成的推理过程。根据应用场景的需求，选择适当的推理步骤数量，以平衡生成质量和效率。
7. 性能评估：使用定量指标（如CLIP分数、美学分数）和定性指标（如用户研究）来评估生成图像的质量。根据评估结果，进一步调整和优化模型参数。