2026年初,SperidLabs团队做了一件挺较真的事。
他们花了大量算力训练了一个30亿参数的图像生成模型,叫Iris-3B,完全在像素空间里工作,不经过任何压缩编码。这本身不算新鲜,但他们接下来做的事才是重点:拿这个模型去做深度估计和图像修复这两个对细节极度敏感的任务,然后和传统的潜空间模型掰手腕。
结果呢?
打平,甚至还输了一点。
这个结果听起来有点扫兴,但恰恰是这种"不符合预期"的诚实汇报,让这篇论文值得细看。因为它戳破了一个在生成式AI圈子里流传已久、几乎没人认真质疑过的假设:像素空间生成天然更适合做需要精细纹理的下游任务。
这个假设哪里来的
要理解这个假设,得先搞清楚现在主流的图像生成模型是怎么工作的。
你现在看到的绝大多数文生图模型,比如Stable Diffusion系列、FLUX系列,都不是直接在像素上折腾的。它们先用一个叫VAE的东西,把一张1024×1024的图片压缩成一个小得多的"潜空间"表示,所有的生成、去噪过程都在这个压缩后的小空间里完成,最后再用VAE把结果解压回真实像素。
VAE:变分自编码器(Variational Autoencoder),一种能把高维数据(比如图片)压缩成低维表示、又能从低维表示还原回原始数据的神经网络。这里的"压缩"和"还原"都是有损的,就像你把一张照片存成JPEG,画质会打折扣。
这套"潜空间扩散"的玩法效率奇高,因为在小空间里计算比在百万像素的大图上计算便宜太多了。但代价也很明显:VAE是单独训练的,它的压缩误差没法和后面的生成器一起优化,编码器丢掉的细节,生成器永远也找不回来。
这就好比你让一个翻译先把一本英文小说压缩成一页纲要,再让另一个人根据这页纲要写一本新小说。纲要里漏掉的那些微妙的语气、伏笔、双关语,第二个人无论写作水平多高,都补不回来了。如果不压缩,直接让人逐字逐句翻译,虽然慢,但至少不会丢东西。这就是像素空间生成模型想要解决的问题:跳过那个"写纲要"的环节,直接在原始像素上训练和生成。
近两年,这条路线确实跑通了。有工作证明单个transformer就能在像素空间里生成高质量图片,甚至能做到和潜空间模型差不多的文生图效果。既然像素空间不丢细节,那拿它去做深度估计、图像修复这种"抠细节"的任务,岂不是正中下怀?
这个推理听起来非常顺,顺到几乎没人去实测它。SperidLabs的这篇报告,就是去实测的那批人之一。
从零训练一个30亿参数的像素模型
要测试这个假设,第一步得先有一个靠谱的像素空间生成模型。团队把这个模型命名为Iris-3B,意思是"虹膜",呼应它直接"看"像素而不经过编码压缩的特性。
在正式训练3B参数的大模型之前,他们先在一个13亿参数的小号模型上,用256×256的低分辨率做了一轮系统的消融实验,目的是确定两个关键问题:模型应该预测什么、要不要借助额外的"视觉老师"来加速学习。
第一个问题是预测目标的选择。扩散模型训练时,通常不是直接生成图片,而是学习"去噪":给图片加上不同程度的噪声,让模型学会把噪声去掉。这里有两种主流做法,一种叫x-prediction,直接预测干净的原图;另一种叫v-prediction,预测一个叫"速度"的中间量。
此前有研究认为,当每个像素块(patch)变得很大、维度很高时,预测噪声这件事会变得不稳定,直接预测干净图像更靠谱。但SperidLabs的实验结果恰恰相反:在他们的设置下,v-prediction训练更稳定,在三项指标上都不输甚至略胜x-prediction。不过作者也诚实地说明了,这个对比并不完全公平,因为参照的x-prediction方案还顺带换了噪声采样的时间步分布,这让这组对比没法完全归因到预测目标本身。这种"我们发现了反直觉的结果,但也说明了为什么这个结果可能不纯粹"的态度,贯穿了整篇报告。
第二个问题更有意思,叫表征对齐。
REPA:表征对齐(Representation Alignment),一种训练技巧,让生成模型内部的特征向一个已经训练好的、擅长"理解图像"的视觉编码器(比如DINOv2)看齐,目的是让生成模型更快学会图像里有意义的结构,而不只是像素统计规律。
团队对比了四种做法:用DINOv2做老师的标准REPA、改良版的iREPA、换成更新的DINOv3做老师、以及完全不依赖外部老师、自己监督自己的Self-Flow。结果很清楚:标准的REPA配DINOv2老师是最强的,几乎在所有指标上都领先或持平。换成DINOv3这个理论上更先进的编码器反而效果变差了,这说明"更新的模型"不等于"更合适的老师"。而完全抛弃外部指导的Self-Flow,表现明显落后,虽然训练越久差距越小,但始终没追上来。
这个发现挺有意思,它提示一件事:生成模型想学好,光靠自己瞎琢磨是不够的,借一双"懂行"的眼睛来校准方向,效果立竿见影,但这双眼睛具体是谁家的产品,还真不是越新越好。
确定了训练配方之后,团队把模型规模扩到30亿参数,并设计了一套从256像素到512再到1024像素的渐进式训练课程,分辨率越来越高,图像也越来越逼真。
Iris-3B的架构值得多说两句。它把图像切成16×16的小方块,这个尺寸不是随便选的。
团队提到一个细节:如果用32×32这种更大的方块切分,哪怕看过的图片数量多四倍,最终的训练效果反而更差。这其实很符合直觉,方块切得越大,模型能利用的局部细节信息就越粗糙,就像你用更大的马赛克去拼一幅画,哪怕拼图的数量翻倍,画面的精细度也上不去。
模型主干沿用了FLUX系列的混合结构,前半段是"双流"设计,让文字和图像的信息各自保留独立的处理通道,后半段再合并成"单流"处理。这里有个取舍很有意思,叫共享偏置的adaLN。
adaLN:自适应层归一化(Adaptive Layer Normalization),扩散模型里常用的一种机制,让每一层网络能根据当前的时间步(也就是去噪进行到哪一步)动态调整自己的处理方式,相当于给每一层装了一个可以根据情况微调的旋钮。
传统做法是每一层都有一套独立的旋钮,而Iris-3B让所有层共享同一套主旋钮,只给每层留一点点微调的余地。这个设计在同等计算量下,省掉了28%的参数。这就像一个公司,与其让每个部门都单独配一套管理制度,不如整个公司用一套统一规则,各部门只保留少量根据自身情况微调的权限。参数是省了,但代价是灵活性打了折扣,好在实测下来,这个折扣没有伤到效果。
真正把图像从"模型内部表示"还原成实际像素的,是一个叫PiT的像素级transformer头,来自此前的PixelDiT工作。它每个模块都会单独调制每个像素,再做一次像素级别的运算。这部分设计不是SperidLabs自己首创的,但他们证明了它能撑起30亿参数的规模。
训练数据方面,团队混合了真实照片、AI生成的合成图像,以及专门强化文字渲染能力的带文字图片,整个训练过程分四个阶段完成,从最初的256像素一路爬到1024像素,外加一轮针对性的精调。
最终,Iris-3B在官方评测集上的表现相当能打。在GenEval这个考察"图文是否匹配"的基准上拿到0.798分,DPG-Bench拿到86.52分,和Qwen-Image这种知名的潜空间大模型打了个平手,明显超过了FLUX.1-dev。这说明像素空间预训练这条路,确实是能走通的,不是实验室里的玩具。
把潜空间模型硬生生"掰"成像素模型
除了从零训练,团队还试了另一条路:把一个已经训练好的潜空间模型,FLUX.2 Klein base(40亿参数),直接改造成像素空间模型。
这个思路的吸引力很明显,从头训练一个大模型太贵了,如果能把别人训练好的"半成品"拿过来稍微改造一下就能用,省下来的算力是天文数字。此前已经有工作证明这条路可行,据称能用很小的代价让转换后的模型接近原始模型的质量。
但SperidLabs团队在实操中发现,这事没有想象中顺利。
他们完全照搬已发表的转换方法,结果训练了1000步之后,模型吐出来的还是一堆跟输入文字毫不相关的、带着方块网格状纹理的噪声图。要达到他们后来方案1000步就能到达的损失水平,原方案得多训练十倍以上的步数。
问题出在哪?团队顺藤摸瓜,找到了症结:输入接口不兼容。
原来的潜空间模型,它的"大脑"主干部分,是在VAE压缩后的潜空间向量上训练出来的,突然把输入换成原始像素块,相当于给这个大脑塞进了一种它从没见过的语言。团队测算发现,哪怕用最好的线性映射,从像素块直接推算出原本的潜空间向量,也只能解释14%的方差,剩下86%的信息完全对不上。
这就像一个只会说中文的翻译,你现在突然让他去读法语原文,哪怕给他一本词典,他也只能连蒙带猜地拼凑大意,大部分细微的语义都会丢失。如果不给这个翻译配一本靠谱的词典,直接让他硬啃,那他就只能像实验里那样,产出一堆语无伦次的乱码(也就是那些噪声图)。
团队设计了两个补丁来解决这个问题。第一个叫"增益匹配的岭回归初始化",简单说就是先做一次统计拟合,找到一个从像素块到原模型潜空间向量的线性映射,但调整这个映射的"强度",让它传递噪声的幅度和原本的潜空间通路保持一致,而不是一味追求统计意义上的拟合精度。第二个补丁是调整主干网络的学习率,因为FLUX模型的主干权重本身数值偏小,同样大小的优化步伐,对它造成的相对扰动会比对参照模型大得多,所以需要把学习率按比例调小,大概缩到十分之一左右。
单独用任何一个补丁,损失都能下降一半左右,但生成的图像依然不成样子。两个补丁一起上,1000步之内就能把噪声变成逼真、和文字提示对得上的图片。这个结果挺能说明问题:有时候看似独立的两个技术问题,其实是同一个病根的两个症状,必须同时治才行。
用这套改良配方,团队成功把FLUX.2 Klein转换成了两种不同像素头的版本,图像质量看起来都不错,短文字也能正确渲染出来。但团队也坦诚地说明了一个局限:他们没有测这个转换后的模型在GenEval、DPG这类标准基准上到底能打多少分,所以没法准确判断它离原始潜空间模型的差距有多大。
真正的较量:深度估计和图像修复
铺垫了这么多,终于到了最关键的部分。团队手里现在有三个"选手":从零训练的像素模型Iris-3B、潜空间模型FLUX.2 Klein、以及转换版的像素模型FLUX.2 Klein Pixel。拿它们去做两件对细节要求极高的任务。
为什么选这两个任务?
深度估计要求模型精确判断画面里每个物体到底有多远,细小的物体边缘、薄片状的结构,稍微判断错位就会很明显。图像修复/超分辨率,则是要求模型把被压缩、模糊的低质量图片,恢复出原本应该有的高频纹理细节,比如皮毛的毛发、织物的纹理。这两个任务恰恰是VAE压缩最容易出问题的地方,8倍下采样的VAE,对高频细节的损伤是最严重的。如果像素空间生成模型真的在细节上更有优势,应该在这两个任务上表现出来。
深度估计的做法是,让模型只走一次前向推理(不做多步去噪),直接从RGB图片回归出一张深度图。三个模型用完全相同的训练配方、数据和步数(1万步)进行微调,然后在五个标准测试集上打分:NYUv2、KITTI、ETH3D、ScanNet和DIODE。
结果是:Iris-3B和潜空间版的FLUX.2 Klein打了个平手,五项指标平均下来几乎没有差距,各有胜负。但转换版的像素模型,在几乎所有基准上都落后于潜空间版本。
这个结果值得细品。它说明"像素空间"这个属性本身,并没有带来预期中的优势。而转换版落后的原因,团队推测很可能不是像素空间这个表示方式的问题,而是这个模型本身的底子就比较薄,它只经过了一轮短暂的转换训练,而潜空间版本是经过完整预训练的成熟模型,两者的"生成先验"强弱本来就不在一个量级,这场比较从一开始就不够公平。
更有意思的发现藏在细节里。团队专门去量化了一个叫"块状网格伪影"的现象。
像素空间生成模型普遍把图片切成互不重叠的小方块分别处理,这就导致相邻方块的边界处理起来容易出现不连贯,形成肉眼勉强可见的网格状纹理。团队专门设计了一个指标去衡量这种网格的严重程度:计算方块边界附近像素的曲率异常程度,和方块内部区域的曲率做比值,数值越接近1说明网格越不明显。
结果显示,潜空间模型的这个比值接近1,基本没有网格问题,因为VAE的解码器是有重叠感受野的,天然就会在方块之间做平滑过渡。而两个像素空间模型都出现了明显的网格,Iris-3B的网格问题甚至比转换版还严重,在某些基准上比值高达2.25,意味着边界附近的曲率异常是正常区域的两倍多。
这其实是像素空间路线自身的一个结构性代价。你把处理原始图像不丢细节的能力换来了,但同时也引入了"拼接感"这个新问题,这两者某种程度上是硬币的两面。
图像修复的实验设计更严谨一些,因为FLUX.2 Klein的潜空间版和转换版用的是完全相同的数据、损失函数和训练计划,这是全文唯一一组真正"干净"的对照实验。结果是,转换版的像素模型在大多数指标上都不如潜空间版,尤其是SSIM(结构相似性)和NIQE(无参考图像质量指标),差距比较明显。
Iris-3B也参与了修复任务的测试,但它用的训练配方、数据规模、训练步数都和另外两个模型不完全一致,所以这组对比本身存在天然的不可比性。即便如此,Iris-3B在保真度相关指标上略逊于另外两个FLUX.2 Klein版本,但在MUSIQ这个无参考美学质量指标上,反而是所有参测方法里最高的。和其他公开的修复方法(比如HYPIR、OSEDiff等)相比,三个自家模型整体处于中等偏上的水平,谈不上碾压,但也算站得住脚。
一个没有被验证的假设,和它留下的问题
整篇报告读到最后,最打动人的不是任何一个正面结果,而是团队处理负面结果的态度。
他们没有把"像素空间没有带来预期优势"这个结论藏起来,也没有强行找补说"其实还是有一点点用的"。他们反而花了大量篇幅去列举这个结论里有哪些没解决的"混杂因素":Iris-3B没有一个用完全相同配方、数据、算力训练出来的潜空间"双胞胎",所以它和FLUX.2 Klein的对比天然就夹杂着模型规模、预训练数据差异等一堆变量;转换版模型的训练时长太短,可能根本没把潜能力完全转移过来;每个实验都只跑了一次,没有做显著性检验;修复任务里Iris-3B用的配方和另外两个模型也对不齐。
这种"诚实地把问题摊开来说"的做法,在当下这个追求"更强更快更惊艳"的生成式AI圈子里,其实挺少见的。
团队也提出了接下来想做的方向:想办法去掉那个块状网格伪影,PixelUMM这项同期工作已经证明,用带重叠感受野的卷积式输出头能有效缓解这个问题;还想试试把这套像素空间的思路用到图像编辑任务上,因为编辑任务要求模型精确保留图片里没被修改的部分,这恰恰是VAE最容易出纰漏的场景,如果真有VAE拖后腿的地方,编辑任务应该比深度估计和修复更能暴露出来。
写在后面
这篇报告最让我意外的地方,其实不是任何一个具体的技术细节,而是它选择发表"没有找到预期优势"这件事本身。
现在太多论文的套路是,预设一个讨喜的结论,然后倒着去找能支撑这个结论的实验设置。SperidLabs这篇报告反着来,他们带着一个看起来很合理的假设出发,认真做了实验,发现假设站不住脚,然后把过程和负面结果原原本本地公布出来,连自己实验设计里的漏洞都主动列出来。这种研究态度,比论文本身的技术贡献更值得记一笔。
另一个让我反复琢磨的细节是那个块状网格伪影。研究深度估计的人常年盯着AbsRel、δ1这些宏观精度指标,很少有人会专门去量化"网格感"这种看起来上不了台面的视觉瑕疵。但恰恰是这种容易被忽略的细节,揭示了像素空间路线真正的代价所在:你解决了VAE压缩丢细节的问题,却引入了方块拼接不连贯的新问题,细节没有真正变得更完整,只是换了一种残缺的方式。
如果像素空间生成真的要在下游任务上证明自己的价值,可能不是在深度估计和图像修复这种"模型已经擅长"的领域里较劲,而是在图像编辑这种对"保真度"要求极致、VAE压缩损伤最致命的场景里,才能真正分出高下。这个问题,SperidLabs团队自己也承认还没答案。
Q&A
Q1:Iris-3B是什么?
A:Iris-3B是SperidLabs团队从零训练的30亿参数像素空间文生图模型,不经过VAE压缩,直接在原始像素上做生成,在GenEval和DPG-Bench等官方评测上能与Qwen-Image等主流潜空间模型打平。
Q2:像素空间生成模型真的比潜空间模型更擅长处理细节任务吗?
A:根据这篇报告的实验,答案是没有明显优势。在深度估计任务上Iris-3B和潜空间版FLUX.2 Klein打平,转换版像素模型反而落后;在图像修复任务上转换版像素模型也略逊于潜空间版本。
Q3:把潜空间模型转换成像素空间模型容易吗?
A:没有想象中容易。直接替换VAE后模型会输出大量噪声,根本原因是输入接口不兼容。团队用增益匹配的岭回归初始化加上调整主干学习率这两个办法,才让模型在1000步内学会生成清晰图像。







