論文の概要: PFDiff: Training-free Acceleration of Diffusion Models through the Gradient Guidance of Past and Future
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08822v2
- Date: Wed, 18 Sep 2024 13:50:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-19 22:32:32.545878
- Title: PFDiff: Training-free Acceleration of Diffusion Models through the Gradient Guidance of Past and Future
- Title（参考訳）: PFDiff:過去と未来のグラディエント誘導による拡散モデルの訓練不要加速
- Authors: Guangyi Wang, Yuren Cai, Lijiang Li, Wei Peng, Songzhi Su,
- Abstract要約: 拡散確率モデル (DPM) は画像生成において顕著な可能性を示しているが, サンプリング効率は多数のデノナイジングステップの必要性によって妨げられている。
我々は、既存の高速ODEソルバを少ないNFEで動作させることができる新しいトレーニングフリーかつタイムステップスキッピング戦略であるPFDiffを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.595421654683656
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Diffusion Probabilistic Models (DPMs) have shown remarkable potential in image generation, but their sampling efficiency is hindered by the need for numerous denoising steps. Most existing solutions accelerate the sampling process by proposing fast ODE solvers. However, the inevitable discretization errors of the ODE solvers are significantly magnified when the number of function evaluations (NFE) is fewer. In this work, we propose PFDiff, a novel training-free and orthogonal timestep-skipping strategy, which enables existing fast ODE solvers to operate with fewer NFE. Specifically, PFDiff initially utilizes gradient replacement from past time steps to predict a "springboard". Subsequently, it employs this "springboard" along with foresight updates inspired by Nesterov momentum to rapidly update current intermediate states. This approach effectively reduces unnecessary NFE while correcting for discretization errors inherent in first-order ODE solvers. Experimental results demonstrate that PFDiff exhibits flexible applicability across various pre-trained DPMs, particularly excelling in conditional DPMs and surpassing previous state-of-the-art training-free methods. For instance, using DDIM as a baseline, we achieved 16.46 FID (4 NFE) compared to 138.81 FID with DDIM on ImageNet 64x64 with classifier guidance, and 13.06 FID (10 NFE) on Stable Diffusion with 7.5 guidance scale.
- Abstract（参考訳）: 拡散確率モデル (DPM) は画像生成において顕著な可能性を示しているが, サンプリング効率は多数のデノナイジングステップの必要性によって妨げられている。
既存のほとんどのソリューションは、高速ODEソルバを提案することでサンプリングプロセスを加速する。
しかし、機能評価(NFE)の回数が少ない場合には、ODEソルバの不可避な離散化誤差が大幅に増大する。
本研究では、既存の高速ODEソルバを少ないNFEで動作させる新しいトレーニングフリーで直交時間ステップスキッピング戦略であるPFDiffを提案する。
具体的には、PFDiffは最初、過去の段階からの勾配の置き換えを利用して、"springboard"を予測する。
その後、この "springboard" と、現在の中間状態を迅速に更新するために、Nesterov の運動量にインスパイアされたフォアサイト更新を採用する。
このアプローチは、一階ODEソルバに固有の離散化誤差を補正しながら、不要なNFEを効果的に削減する。
実験の結果, PFDiffは, 各種訓練済みDPM, 特に条件付きDPMに優れ, 従来の最先端のトレーニングフリー手法を超越したフレキシブルな適用性を示した。
例えば, DDIMをベースラインとして用いた場合, ImageNet 64x64 で DDIM が 138.81 FID で DDIM が 16.46 FID (4 NFE) で, 7.5 で 安定拡散で 13.06 FID (10 NFE) を達成できた。
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