解读1秒生成高精准图片模型——SDXL Turbo

前不久，著名开源生成式AI平台Stability.ai发布了，全新文生图模型SDXL Turbo。该模型只需1秒甚至更少的时间就能生成高精准图片，可将通常50个生成步降至1—4步。

Stability.ai表示，SDXL Turbo能有如此快的推理效率是使用了全新的技术——对抗式扩散蒸馏（Adversarial Diffusion Distillation，简称ADD）。

简单来说，ADD就是在“疯狂内卷 严师指导”的双重模式下，用最短的时间、最高效的学习方法考上了清、北。

现在你读上面那段话可能有点迷糊，看完全文后你就会心疼ADD，像极了当年学习的自己。

论文地址:https://stability.ai/s/adversarial_diffusion_distillation.pdf

开源地址:https://github.com/Stability-AI/generative-models

什么是大模型蒸馏

为了更好地理解ADD技术原理，「AIGC开放社区」先用通俗易懂的方式为大家介绍一下大模型中的“蒸馏”到底是什么技术。

模型蒸馏是一种将大型复杂模型（通常称为“教师模型”）的知识传输到小型简化模型(即“学生模型”)的技术。

蒸馏过程就像把水果压榨成精华果汁一样，我们尝试保留大模型中最重要的信息，并且让小模型能够捕获并模仿这些内容。

或者可以理解成老师教学生的过程，全部知识不一定都学会，但重要知识点肯定都掌握了。

而ADD能以最快的推理效率生成高质量图片，便使用了对抗损失和分数蒸馏两项重要技术。

一个负责生成图片的质量，另外一个充当“老师”负责教会小模型捕捉重要知识点并进行指导修正。

对抗损失

对抗损失是ADD框架中的一大关键功能。引入了对抗学习的思想，让学生模型与判别器之间进行激烈对抗。

对抗学习源于GAN模型，其核心思路是通过竞争促进模型快速逼近复杂分布。学生模型想方设法生成高质量图像蒙骗判别器，而判别器则全力识破这些虚假的图片。

所以，两人就不得不拼命的内卷，最后生成的图片质量越来越高。此外，对抗过程还可引入条件信息，如文本或图像的特征向量，以增强对应性。

对抗损失中的判别器包含两部分:一个特征提取器和几个判别头。特征网络可以预先在图像分类等任务上训练，然后切掉分类层拿特征向量。这样可以重复使用以前学到的知识。

判别头则在特征的基础上判断图像真伪。训练目标就是最大化真实图的分数，最小化假图的分数。

分数蒸馏

分数蒸馏的核心思想是，让老师模型教学生模型传授重要知识帮助ADD捕获模型的知识点。就是咱们前面介绍的“模型蒸馏”概念。

ADD的老师模型使用了Stability.ai自研性能强大的Stable Diffusion XL和Stable Diffusion2.1两个扩散模型，来监督学生模型ADD-M和ADD-XL生成的图片结果。

具体流程是，先将学生模型生成的图片进一步加噪声，模拟扩散过程，然后让老师模型基于噪声图像输出它的还原结果。

这个还原结果可以作为学习目标，并成为学生模型的生成目标，使自己的图片可以匹配老师模型。同时在老师的指点下，逐步修正偏差达到最佳效果。

在训练过程中，学生模型需要同时面对判别器的对抗，和老师模型的严厉监督，在二者的双重驱动下不断进步。

所以，在最终输出阶段学生模型能用极少的采样步骤1—4，就能输出高质量精准图片。

哎~~万万没想到现实中的高压学习、生活方法也适用于大模型界，看来开发灵感真的无处不在啊，真是名师出高徒，严父出孝子。