8张GPU训出近SOTA模型，超低成本图像生成预训练方案开源

西风
2025-03-19
12:20:46

来源：量子位

Everlyn 投稿

量子位 | 公众号 QbitAI

超低成本图像生成预训练方案来了——

仅需8张GPU训练，就能实现近SOTA的高质量图像生成效果。

划重点：开源。

模型名为LightGen，由港科大Harry Yang团队联合Everlyn AI等机构打造，借助知识蒸馏（KD）和直接偏好优化（DPO）策略，有效压缩了大规模图像生成模型的训练流程。

LightGen不仅显著降低了数据规模与计算资源需求，而且在高质量图像生成任务上展现了与SOTA模型相媲美的性能。

图像inpainting效果belike：

LightGen相较于现有的生成模型，尽管参数量更小、预训练数据规模更精简，却在geneval图像生成任务的基准评测中甚至超出了部分最先进SOTA模型。

此外，LightGen在效率与性能之间实现了良好的平衡，成功地将传统上需要数千GPU days的预训练过程缩短至仅88个GPU days，即可完成高质量图像生成模型的训练。

以下是更多细节。

LightGen长啥样？

文本到图像（Text-to-Image, T2I）生成任务近年来取得了飞速进展，其中以扩散模型（如Stable Diffusion、DiT等）和自回归（AR）模型为代表的方法取得了显著成果。

然而，这些主流的生成模型通常依赖于超大规模的数据集和巨大的参数量，导致计算成本高昂、落地困难，难以高效地应用于实际生产环境。

为了解决这一难题，香港科技大学Harry Yang教授团队联合Everlyn AI和UCF，提出了LightGen这一新型高效图像生成模型，致力于在有限的数据和计算资源下，快速实现高质量图像的生成，推动自回归模型在视觉生成领域更高效、更务实地发展与应用。

LightGen采用的训练流程主要包括以下关键步骤：

一、数据KD

利用当前SOTA的T2I模型，生成包含丰富语义的高质量合成图像数据集。

这一数据集的图像具有较高的视觉多样性，同时包含由最先进的大型多模态语言模型（如GPT-4o）生成的丰富多样的文本标注，从而确保训练数据在文本和图像两个维度上的多样性。

二、DPO后处理

由于合成数据在高频细节和空间位置捕获上的不足，作者引入了直接偏好优化技术作为后处理手段，通过微调模型参数优化生成图像与参考图像之间的差异，有效提升图像细节和空间关系的准确性，增强了生成图像的质量与鲁棒性。

通过以上方法，LightGen显著降低了图像生成模型的训练成本与计算需求，展现了在资源受限环境下获取高效、高质量图像生成模型的潜力。

实验效果如何？

作者通过实验对比了LightGen与现有的多种SOTA的T2I生成模型，使用GenEval作为benchmark来验证LightGen模型和其它开源模型的性能。

结果表明，LightGen模型在模型参数和训练数量都小于其它模型的的前提下，在256×256和512×512分辨率下的图像生成任务中的表现均接近或超过现有的SOTA模型。

LightGen在单物体、双物体以及颜色合成任务上明显优于扩散模型和自回归模型，在不使用DPO方法的情况下，分别达到0.49（80k步训练）和0.53的整体性能分数。

在更高的512×512分辨率上，LightGen达到了可比肩当前SOTA模型的成绩，整体性能分数达到0.62，几乎超过所有现有方法。

特别地，加入DPO方法后，模型在位置准确性和高频细节方面的表现始终稳定提升，这体现了DPO在解决合成数据缺陷上的有效性。

除此之外，消融实验结果显示，当数据规模达到约100万张图像时，性能提升会遇到瓶颈，进一步增加数据规模带来的收益很有限。因此，作者最终选择了200万张图像作为最优的预训练数据规模。

上图(b)探讨了不同训练迭代次数对GenEval在256与512分辨率下性能的影响。

值得注意的是，在256像素阶段，仅经过80k训练步数便能达到相当不错的性能，这突显了数据蒸馏方法在训练效率上的优势。

团队表示，未来研究可进一步探索该方法在其他生成任务（如视频生成）上的应用，推动高效、低资源需求的生成模型进一步发展。

论文链接：https://arxiv.org/abs/2503.08619
模型链接：https://huggingface.co/Beckham808/LightGen
项目链接：https://github.com/XianfengWu01/LightGen

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