碎片笔记|生成模型原理解读:AutoEncoder、GAN 与扩散模型图像生成机制

前言:本篇博客简要介绍不同生成模型架构的图像生成原理,主要包括AutoEncoder、GAN 和 Diffusion Models 三类。

目录

  • AutoEocoder(自编码器)
    • [VAE(Variational Autoencoder,变分自编码器)](#VAE(Variational Autoencoder,变分自编码器))
  • [GAN(Generative Adversarial Network,生成对抗网络)](#GAN(Generative Adversarial Network,生成对抗网络))
  • [Diffusion Model(扩散模型)](#Diffusion Model(扩散模型))
    • [Latent Diffusion Model(LDM,潜空间扩散模型)](#Latent Diffusion Model(LDM,潜空间扩散模型))

AutoEocoder(自编码器)

AutoEncoder主要用于图像重建任务,是典型的Encoder-Decoder架构。

生成原理:图像 x x x 首先经由 Encoder 编码成 l a t e n t latent latent,然后 l a t e n t latent latent送入Decoder得到重建图像。

VAE(Variational Autoencoder,变分自编码器)

VAE是AutoEncoder的变体,旨在提升AutoEncoder的图像生成能力,因此对于训练完毕的VAE,可以直接使用其Decoder生成图像。

生成原理:随机生成噪声向量 l a t e n t latent latent 送入Decoder即可生成图像。


GAN(Generative Adversarial Network,生成对抗网络)

GAN(Generative Adversarial Network,生成对抗网络)是一种生成模型,由 生成器(Generator) 和 判别器(Discriminator) 构成,生成器负责生成图像,判别器负责区分真图像与生成图像。训练过程中,判别器对生成图像与真实图像进行判别,生成器根据判别结果不断优化,从而生成逼真的图像。两者通过对抗训练提升生成效果。

生成原理:随机生成噪声向量 l a t e n t latent latent(通常服从标准正态分布)作为输入送入生成器,生成器输出图像。


Diffusion Model(扩散模型)

Diffusion Model(扩散模型)是一种基于逐步去噪生成图像的概率模型,通过学习数据分布的反向扩散过程来生成图像。

生成原理:首先从标准正态噪声图像开始,经过训练好的去噪网络(通常是 U-Net 结构)逐步迭代去噪,最终得到高质量图像。生成过程可以视作"从纯噪声到图像"的逐步逆扩散过程。

Latent Diffusion Model(LDM,潜空间扩散模型)

LDM 是 Diffusion Model 的一种变体,将扩散过程放在 潜在空间(latent space) 而非原始像素空间,从而大幅降低计算开销,同时保持生成图像质量。

训练过程:原始图像先通过 AutoEncoder 的 Encoder 映射到潜在向量空间,然后在潜在空间中进行逐步扩散/去噪训练,学习潜在向量的分布。有些训练会将重建的潜向量通过 Decoder 映射回图像空间,计算像素级重建损失,但核心训练是潜在空间去噪。

生成原理:生成图像时,先在潜在空间中选取随机噪声向量开始迭代去噪,得到潜在向量(和随机噪声的维度相同),再通过 Decoder 映射回像素空间得到最终图像。

特点:相比像素空间扩散,LDM 计算更高效,同时可以更容易地结合文本、图像等条件生成图像。

根据生成任务的类型,DM 提供两种不同的输入方式:

模式 输入 随机噪声 条件 Encoder Decoder
Text-to-Image 文本 prompt 文本
Image-to-Image 参考图像 (+可选文本) √(加在潜向量上) 图像 / 文本
相关推荐
jinanwuhuaguo6 分钟前
AI应用开发与自动化工具全景解析:Coze、Dify、FastGPT、n8n、MCP、Manus、Claude Code、OpenClaw
人工智能·学习·重构·新人首发·openclaw
人工智能AI技术7 分钟前
Claude 3.7 企业版私有化部署技术验证:与 .NET 实战方案
人工智能·c#
数字护盾(和中)9 分钟前
AI 赋能安全:重构数字防御新范式
人工智能·安全·重构
大傻^11 分钟前
LangChain4j Agent 模式:ReAct、Plan-and-Solve 与自主决策
人工智能·agent·langchain4j·自主决策
跨境海王哥12 分钟前
ChatGPT降智怎么恢复?GPT-5.4降智原因与恢复方法
人工智能·chatgpt
码农三叔12 分钟前
(10-5-01)大模型时代的人形机器人感知:基于RoboBrain大模型的人形机器人通用智能感知系统(1)构建模型
人工智能·算法·机器人·人形机器人
scott19851212 分钟前
扩散模型之(十三)条件生成 Conditioned Generation
人工智能·算法·生成式
balmtv12 分钟前
GPT-5.4 vs Gemini 3.1 Pro:推理与效率的终极对决
人工智能·gpt
EriccoShaanxi13 分钟前
石英加速度计破局石油钻井,如何征服极端温度?
人工智能·机器人·无人机
weixin_66814 分钟前
2026年AI Agent四大技术突破解析
人工智能·经验分享