重建把DINOv2有效维从672压到129,改预测x0才能扩得动

On the Diffusibility of High-Dimensional Latents

Chao Feng, Zhiyang Xu, Bowei Chen, Yuanjun Xiong, Xiyao Wang, Jui-Hsien Wang, Richard Zhang, Zhe Lin, Andrew Owens, Yijun Li

ECCV 2026

cs.CV, cs.LG

2026-09-24

表示自编码器为重建去微调编码器,有效维从672塌到129。标准速度预测难训,改成x0预测后,微调DINOv2的GenEval从30.96回到39.48。

这篇在解决什么

RAE(Representation Autoencoder)把扩散搬进预训练视觉编码器的特征空间,想同时要语义和细节。现成的 DINOv2、SigLIP 并不是为重建训的,文字、细纹理、小物件经常没了。把编码器解冻、加上重建损失,PSNR 会上去。

麻烦在后头。重建调过的特征名义上还是 768 或 1024 维,能量却塌进一个低维子空间。标准 flow matching 的速度预测(v-prediction)在这种几何里很难训,连单图过拟合都慢。前人的办法是再压一截维度,细节又丢回去。这篇要回答:高维、能重建的特征空间,到底能不能直接扩。

方法

在 ImageNet 验证集上对 patch 特征做 SVD,定义有效维 Rτ:解释至少 τ% 方差所需的最少主成分数。冻结 DINOv2-L 是 1024 维,R90=672,重建 PSNR 只有 17.34。重建微调后 PSNR 到 29.12,R90 掉到 129。MAE 这类本来就为重建预训练的编码器更狠,MAE-B-RAE 的 R90 只有 103/768。

几何上,干净特征 x0 近似落在一个低维子空间,噪声却是各向同性的。v-prediction 的目标可以拆成流形上的一项,加上垂直于流形的正交噪声。维数一高,正交项会占满容量。x0-prediction 直接预测干净特征,正交噪声与信号独立,网络不用去拟合那些方向。实现上模型输出 xθ,再换成速度损失 ‖(x0−xθ)/t‖²,t 下限卡在 0.05,避免除零。时间采样跟 RAE 一样用带 shift 的均匀日程,n=4096。

生成骨架接近 MetaQuery 和 BLIP3-o:冻结 Qwen3-VL-2B 当自回归条件器,64 个 query token 抽出文本条件,1B 的 Lumina-Next DiT 从零训。编码器微调时除了像素 L1、感知损失和对抗损失,还加一项跟原版 DINOv2 特征的 L2,防止语义塌掉。主实验 256 分辨率,BLIP-3o 公开预训练集约 34M 子集,90k step,采样用 100 步 Euler。

结果

同一套 1B DiT、同样数据:

Tokenizer预测GenEvalDPG-BenchCOCO-30k FID重建 PSNR
冻结 DINOv2-Lv37.6370.2118.3417.34
微调 DINOv2-Lv30.9667.4729.9729.12
微调 DINOv2-Lx039.4871.8316.8029.12
微调后压到 32 维v40.9973.0417.6425.83

重建微调加 v-prediction 三项全崩,FID 到 29.97。换成 x0 就超过冻结基线。定性上,v-prediction 会把「粉色汽车」扩成一团糊,x0 能保住车身结构;冻结 DINOv2 会把紫色背包扩错颜色、把自行车扩碎,微调加 x0 后颜色和完整性都回来。压到 32 维的 adapter 文图对齐更高,FID 仍差一截,细节被瓶颈吃掉。MAE-B-RAE 上同样的对比:v 是 GenEval 36.17、DPG 67.54、FID 22.20;x0 是 40.89、73.90、17.24。

内部 90M 数据再加 BLIP3o-60k SFT 后,256 分辨率 GenEval 78.62、DPG 80.13;512 分辨率 79.69 / 81.15。对照自己复现的 Scale-RAE(2.4B DiT,224 分辨率)是 77.43 / 78.47。数据、模型尺寸、分辨率都不对齐,只能当「能 scale」的旁证。

为什么重要

RAE 路线现在卡在一个假两难:冻编码器,语义好、重建差;解冻重建,细节回来、扩散变难。这篇把难训的原因钉在有效维塌缩,高维本身不是原罪。对做 tokenizer 的人,可以先把重建做强,再改预测目标,不必立刻砍维度。对做 DiT 的人,x0-prediction 不是新配方,JiT 在像素空间已经用过;这里的贡献是把它接到重建诱导的流形几何上,并在文生图上量出来。

局限与存疑

分析假设特征落在线性子空间,真实流形有弯曲,正交分解只是近似。

文图对齐上,32 维瓶颈仍高于高维 x0(GenEval 40.99 vs 39.48)。如果产品指标是 GenEval 而不是 FID,这篇没有赢过砍维。缩放实验用了未公开的 90M 数据,和 Scale-RAE 的对比也不是控制变量。编码器重建微调只在 ImageNet 上做,没测 class-conditional 或其他任务。t 下限 0.05 是经验值,论文没做敏感度。没有单独的局限节,以上是读下来的缺口。

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