Diffusion模型相比GAN优势与缺点?

Diffusion 稳定、可控、生成质量高但慢;
GAN 快,但不稳定、易崩、难训练。


Diffusion vs GAN 总对比表

维度 Diffusion Model GAN
训练稳定性 非常稳定,几乎不崩 极不稳定,容易 mode collapse
生成质量 高质量 + 多样性强 质量高但常牺牲多样性
可控性 强(Classifier-Free Guidance、条件控制很成熟) 弱(条件 GAN 容易崩)
潜在空间可解释性 连续可逆、多步骤,可解释性强 较弱,黑盒、不可逆
训练/推理速度 (多步采样)
训练难度 简单(不对抗,无崩) 难(生成器/判别器博弈)
模式覆盖(diversity) 优秀,不会 collapse 易 mode collapse
内存与算力需求 较低
是否支持统一大模型(如 Stable Diffusion) 是,生态已经成熟 较弱,很少形成大模型生态

Diffusion 模型的优势

1. 训练极其稳定,不需要博弈

  • 没有 GAN 的生成器 vs 判别器对抗

  • 不会出现:

    • discriminator overpower

    • mode collapse

    • unstable gradients

这是所有工业应用选 Diffusion 的关键原因


2. 生成质量高、一致性强

Diffusion 可以逐步精炼图像 → 细节质量更高

Stable Diffusion, DALLE-3, Midjourney 都依赖扩散说明质量已被验证。


3. 多样性好,不会 mode collapse

GAN 经常只会生成几种模式,而 Diffusion 天然避免。


4. 可控性强(ControlNet、DreamBooth 等)

Diffusion 原生支持条件引导(CFG),可构建:

  • ControlNet

  • Inpainting / Outpainting

  • LoRA、DreamBooth

GAN 做同样的事成本极高。


5. 物理可逆性强,可解释性更好

它是:

  • 前向添加噪声(可解释)

  • 反向去噪(可解释)

GAN 的 feature maps 难解释得多。


Diffusion 的缺点

1. 推理太慢(最大短板)

需要几十~几百步采样,这是最常被问的问题。

2. 计算量大,显存需求高

  • 模型大

  • 多步传播成本高

GAN 推理往往只要一次 forward。


3. 训练和推理的时间成本大

在同样资源下,GAN 更快产生成果。


4. 难用于实时生成

如游戏、实时视频生成 → GAN 仍占优势。

如果我需要高质量、可控、多样性强的生成,我会选 Diffusion;
如果需要实时或轻量部署,我会选 GAN。

用于图像生成 → Diffusion

用于超分辨率/风格迁移/实时应用 → 轻量 GAN 仍更优


总结

Diffusion 最大优势:稳定、高质量、多样性强、可控性强,不会 collapse。
最大缺点:慢、算力大、推理成本高。
GAN 最大优势:快,但很不稳定,训练难,容易 mode collapse。
所以 SOTA 图像生成全面被 Diffusion 取代,但实时应用仍用 GAN。

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