重新思考扩散Transformer中的跨层信息路由
摘要
本文提出扩散自适应路由(DAR),这是一种可学习的、时间步自适应的残差替换方法,旨在改善扩散Transformer中的跨层信息流动,从而显著加速训练并提升质量。
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来源:https://huggingface.co/papers/2605.20708
摘要
扩散Transformer存在传统残差连接无法解决的低效跨层信息流动问题,为此我们引入了一种可学习的、时间步自适应的路由机制,从而提升了训练效率与模型质量。
扩散Transformer(https://huggingface.co/papers?q=Diffusion%20Transformers)(DiTs)已成为现代视觉生成的事实标准骨干,其设计中的几乎每个主要维度—— token化、注意力机制、条件控制、目标函数以及潜在自编码器——都已被广泛重新审视。然而,决定信息如何在层间累积的残差流(https://huggingface.co/papers?q=residual%20stream)却直接继承自原始Transformer。本文对DiT中的跨层信息流(https://huggingface.co/papers?q=cross-layer%20information%20flow)沿深度和去噪时间步(https://huggingface.co/papers?q=denoising%20timestep)两个方向进行了系统的实证分析,并识别出传统残差加法(https://huggingface.co/papers?q=residual%20addition)的三个具体症状:单调的前向幅度膨胀、剧烈的反向梯度衰减以及显著的逐块冗余。受此诊断启发,我们提出扩散自适应路由(https://huggingface.co/papers?q=Diffusion-Adaptive%20Routing)(DAR),这是一种即插即用的残差替代方案,通过可学习、时间步自适应且非累加的方式聚合子层输出的历史信息。此外,DAR与许多现代Transformer增强方法(如REPA(https://huggingface.co/papers?q=REPA))兼容。在ImageNet 256×256上,DAR将SiT-XL/2的FID(https://huggingface.co/papers?q=FID)提升了2.11(7.56 vs. 9.67),并且在训练迭代次数减少8.75倍的情况下达到了基线收敛质量。叠加在REPA(https://huggingface.co/papers?q=REPA)之上,DAR在早期阶段实现了2倍的训练加速,这表明跨层信息路由是扩散建模中一个未被充分探索的设计维度,其与现有的表示对齐目标正交运作。除预训练外,DAR还可应用于大规模T2I模型的微调阶段,并在分布匹配蒸馏(https://huggingface.co/papers?q=Distribution%20Matching%20Distillation)过程中保留高频细节。
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