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BlockDance

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BlockDance – 復(fù)旦聯(lián)合字節(jié)推出的擴(kuò)散模型加速方法

BlockDance是什么

BlockDance 是由復(fù)旦大學(xué)與字節(jié)跳動(dòng)的智能創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)共同開(kāi)發(fā)的一種新型加速擴(kuò)散模型的方法。該方法通過(guò)識(shí)別和重用相鄰時(shí)間步中的結(jié)構(gòu)相似時(shí)空特征(STSS),顯著減少冗余計(jì)算,從而提升推理速度,最高可實(shí)現(xiàn)50%的加速效果。BlockDance 專(zhuān)注于去噪過(guò)程中的結(jié)構(gòu)特征,確保在重用特征時(shí)不會(huì)因相似度不足而影響圖像質(zhì)量。此外,BlockDance 還引入了 BlockDance-Ada,通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)算資源的分配,根據(jù)不同任務(wù)的復(fù)雜性?xún)?yōu)化加速策略,以進(jìn)一步提升內(nèi)容質(zhì)量和推理速度。

BlockDance的主要功能

  • 推理過(guò)程加速:通過(guò)減少冗余計(jì)算,提升 DiTs 模型的推理速度,最高可達(dá)50%,極大地提高了實(shí)際應(yīng)用中的效率。
  • 保持生成質(zhì)量:在加速過(guò)程中,確保生成效果與原始模型一致,保證圖像和視頻的視覺(jué)效果、細(xì)節(jié)呈現(xiàn)和對(duì)輸入提示的響應(yīng)程度。
  • 動(dòng)態(tài)資源調(diào)配:利用 BlockDance-Ada,根據(jù)生成任務(wù)的復(fù)雜性動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)算資源的分配,實(shí)現(xiàn)速度與質(zhì)量的最佳平衡。
  • 廣泛適用性:能夠無(wú)縫應(yīng)用于多種擴(kuò)散模型和生成任務(wù),如圖像和視頻生成,展現(xiàn)出極強(qiáng)的通用性。

BlockDance的技術(shù)原理

  • 特征相似性分析:在擴(kuò)散模型的去噪階段,相鄰時(shí)間步的特征通常高度相似,尤其是在模型的淺層和中層模塊中。BlockDance 通過(guò)分析這些特征相似性,識(shí)別出結(jié)構(gòu)相似的時(shí)空特征(Structurally Similar Spatio-Temporal,STSS),以此作為加速的關(guān)鍵。
  • 緩存與重用機(jī)制:去噪過(guò)程分為“緩存步驟”和“重用步驟”。在緩存步驟中,模型保存當(dāng)前步驟中的某些特征輸出。隨后,在重用步驟中,模型可以直接利用之前緩存的特征,從而跳過(guò)重復(fù)計(jì)算,節(jié)省計(jì)算資源。
  • 動(dòng)態(tài)決策網(wǎng)絡(luò)(BlockDance-Ada):引入基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的輕量級(jí)決策網(wǎng)絡(luò) BlockDance-Ada。該網(wǎng)絡(luò)根據(jù)當(dāng)前生成任務(wù)的復(fù)雜性(如圖像結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、對(duì)象數(shù)量等)動(dòng)態(tài)決定應(yīng)緩存和重用哪些步驟。通過(guò)這種動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制,BlockDance 在不同生成任務(wù)和模型上實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的速度與質(zhì)量平衡。
  • 強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化:通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的策略梯度方法訓(xùn)練決策網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)以平衡圖像質(zhì)量和計(jì)算效率。獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)包括圖像質(zhì)量獎(jiǎng)勵(lì)(如視覺(jué)美感、對(duì)提示的遵循程度)和計(jì)算效率獎(jiǎng)勵(lì)(如重用步驟的比例)。決策網(wǎng)絡(luò)通過(guò)最大化預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì),學(xué)習(xí)到最優(yōu)的緩存與重用策略,確保在保持生成質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大加速效果。

BlockDance的項(xiàng)目地址

BlockDance的應(yīng)用場(chǎng)景

  • 圖像生成:加速藝術(shù)創(chuàng)作、游戲設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的高質(zhì)量圖像生成,確保視覺(jué)效果的優(yōu)越性。
  • 視頻生成:提升視頻創(chuàng)作、動(dòng)畫(huà)制作等任務(wù)的速度,保持視覺(jué)與時(shí)間的一致性。
  • 實(shí)時(shí)交互:適用于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)等實(shí)時(shí)應(yīng)用,快速響應(yīng)用戶(hù)輸入,提升用戶(hù)體驗(yàn)。
  • 大規(guī)模內(nèi)容生成:高效生成大量圖像和視頻,降低計(jì)算成本,提升整體效率。
  • 資源受限環(huán)境:能夠在移動(dòng)設(shè)備、邊緣計(jì)算等資源有限的環(huán)境中高效運(yùn)行,無(wú)需額外訓(xùn)練。

常見(jiàn)問(wèn)題

  • BlockDance如何提高推理速度? BlockDance通過(guò)識(shí)別和重用相鄰時(shí)間步中的結(jié)構(gòu)相似特征,減少冗余計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)顯著的推理速度提升。
  • 使用BlockDance生成的內(nèi)容質(zhì)量如何? BlockDance在加速推理的同時(shí),能夠保持與原始模型一致的生成質(zhì)量,確保圖像和視頻的視覺(jué)效果。
  • BlockDance適合哪些類(lèi)型的生成任務(wù)? BlockDance廣泛適用于圖像生成、視頻生成以及實(shí)時(shí)交互等多種生成任務(wù),展現(xiàn)出良好的通用性。
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