北大字节VAR最佳论文、厦大清华亚军，NeurIPS 2024最佳论文出炉

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机器之心报道

机器之心编辑部

刚刚，人工智能顶会 NeurIPS 公布了今年的最佳论文（包括 Best Paper 和 Best Paper Runner-up，大会注册者可以看到）。

一共有两篇论文获得最佳论文奖：

一是由北京大学、字节跳动研究者共同完成的《Visual Autoregressive Modeling: Scalable Image Generation via Next-Scale Prediction》（视觉自回归建模：通过 Next-Scale 预测生成可扩展图像），论文一作为田柯宇（此前因涉攻击内部大模型，被字节起诉）。参见机器之心报道《GPT 超越扩散、视觉生成 Scaling Law 时刻！北大 & 字节提出 VAR 范式》。

机器之心获悉，从 2023 年开始，字节商业化技术团队就在研究图像生成的自回归模型，一直将 VAR 作为高优项目推进，不仅安排多名研究人员重点攻关此技术方向，还投入大量算力资源支持模型训练和实验。该团队近期将发布新的 VAR T2I 模型研究成果，并将对模型开源。

二是由新加坡国立大学、 Sea AI Lab 研究者共同完成的《Stochastic Taylor Derivative Estimator: Efficient amortization for arbitrary differential operators》（随机泰勒导数估计器：任意微分算子的有效摊销），论文一作为 Zekun Shi。

此外，还有两篇论文获得了最佳论文亚军（Best Paper Runner-up）：

由厦门大学、清华大学、微软研究者共同完成的《Not All Tokens Are What You Need for Pretraining》（并非所有 token 都是预训练所需的）， Zhenghao Lin 和 Zhibin Gou（苟志斌）为共同一作。

由英伟达和阿尔托大学共同完成的《Guiding a Diffusion Model with a Bad Version of Itself》（使用扩散模型的一个糟糕版本引导其自身），论文一作为 Tero Karras。

NeurIPS 2024 将于 12 月 10 日星期二至 12 月 15 日星期日在温哥华举办。本届共收到 15671 篇有效论文投稿，比去年又增长了 27%，但最终接收率低于 2023 年，仅有 25.8%。最佳论文的公布提前引爆了有关此次大会的讨论。

以下是获奖论文的详细信息：

最佳论文

论文 1：Visual Autoregressive Modeling: Scalable Image Generation via Next-Scale Prediction

• 作者：Keyu Tian, Yi Jiang, Zehuan Yuan, Bingyue Peng, Liwei Wang
• 机构：北京大学、字节跳动
• 论文地址：https://arxiv.org/pdf/2404.02905
• 项目地址：https://github.com/FoundationVision/VAR

论文简介：在自然语言处理中，以 GPT、LLaMa 系列等大语言模型为例的 Autoregressive（自回归模型已经取得了较大的成功，尤其扩展定律（Scaling Law）和零样本任务泛化能力（Zero-shot Task Generalizability）十分亮眼，初步展示出通往「通用人工智能 AGI」的潜力。

然而在图像生成领域中，自回归模型却广泛落后于扩散（Diffusion）模型：DALL-E、Stable Diffusion、Sora 等模型均属于 Diffusion 家族。

为了「解锁」自回归模型的能力和 Scaling Laws，研究团队从图像模态内在本质出发，模仿人类处理图像的逻辑顺序，提出一套全新的「视觉自回归」生成范式：VAR, Visual AutoRegressive Modeling，首次使得 GPT 风格的自回归视觉生成，在效果、速度、Scaling 能力多方面超越 Diffusion，迎来了视觉生成领域的 Scaling Laws。

VAR 为如何定义图像的自回归顺序提供了一个全新的视角，即由粗到细、由全局轮廓到局部精调的顺序。在符合直觉的同时，这样的自回归算法带来了很好的效果：VAR 显著提升了自回归模型的速度和生成质量，在多方面使得自回归模型首次超越扩散模型。同时 VAR 展现出类似 LLM 的 Scaling Laws 和零样本任务泛化能力。

论文 2：Stochastic Taylor Derivative Estimator: Efficient amortization for arbitrary differential operators

• 作者：Zekun Shi, Zheyuan Hu, Min Lin, Kenji Kawaguchi
• 机构：新加坡国立大学、 Sea AI Lab
• 论文地址：https://arxiv.org/abs/2412.00088
• 项目地址：https://github.com/sail-sg/stde

在之前的研究中，d 中多项式缩放是通过随机化在优化过程中平摊计算来解决的。另外，单变量函数（d = 1）中 k 的指数缩放通过高阶自动微分（AD）解决。

本研究展示了如何通过正确构造单变量高阶 AD 输入切线（input tangent），有效地对多元函数的任意阶导数张量进行任意收缩，这可用于有效地随机化任何微分算子。

当应用于 PINN（ Physics-Informed Neural Networks ）时，与使用一阶 AD 进行随机化相比，本文方法提供了 1000 倍以上的速度提升和 30 倍以上的内存减少，而且现在可以在单个 NVIDIA A100 GPU 上在 8 分钟内解决 100 万维 PDE。这项工作开启了在大规模问题中使用高阶微分算子的可能性。

最佳论文亚军（Best Paper Runner-up）

论文 1：Not All Tokens Are What You Need for Pretraining

• 作者：Zhenghao Lin, Zhibin Gou, Yeyun Gong, Xiao Liu, yelong shen, Ruochen Xu, Chen Lin, Yujiu Yang, Jian Jiao, Nan Duan, Weizhu Chen
• 机构：厦门大学、清华大学、微软
• 论文地址：https://openreview.net/pdf?id=0NMzBwqaAJ
• 项目地址：https://github.com/microsoft/rho

论文简介：以前的语言模型预训练方法会统一对所有训练 token 应用下一个 token 预测损失。

但这一范式并非不可挑战。这篇论文的作者首先做出了一个假设：「对于语言模型训练，并非语料库中的所有 token 都同等重要」。

然后，他们分析了语言模型的 token 级训练动态，结果发现不同 token 有着不同的损失模式。

基于这些见解，他们开发了一种新模型 RHO-1。不同于传统语言模型（会学习预测语料库中的每一下个 token），RHO-1 采用了选择性语言建模（SLM），它会选择性地使用与所需分布对齐的有用 token 进行训练。

该方法需要使用一个参考模型来给 token 评分，然后再在分数更高的 token 上使用一个重点关注损失（focused loss）来训练模型。

在 15B OpenWebMath 语料库上进行持续预训练时，RHO-1 在 9 个数学任务上的少样本准确率实现了 30% 的绝对提升。经过微调后，RHO-1-1B 和 7B 在 MATH 数据集上分别取得了 40.6% 和 51.8% 的 SOTA 结果 —— 仅用 3% 的预训练 token 就达到了 DeepSeekMath 相当的水平。此外，在对 80B 个通用 token 进行持续预训练时，RHO-1 在 15 个不同任务上实现了 6.8% 的平均提升，数据效率和语言模型预训练的性能都得到了提升。

论文 2：Guiding a Diffusion Model with a Bad Version of Itself

• 作者：Tero Karras, Miika Aittala, Tuomas Kynknniemi, Jaakko Lehtinen, Timo Aila, Samuli Laine
• 机构：英伟达、阿尔托大学
• 论文地址：https://arxiv.org/pdf/2406.02507

论文简介：图像生成扩散模型关注的核心是图像质量、结果的多变程度以及结果与给定条件（例如类标签或文本提示）的对齐程度。

常见的无分类器引导方法是使用无条件模型来引导条件模型，这样既能实现更好的提示词对齐，也能得到更高质量的图像，但代价是多变程度下降。

这些效果似乎本质上是纠缠在一起的，因此很难控制。

基于此，该团队得出了一个令人惊讶的观察结果：通过使用较小、训练较少的模型版本（而不是无条件模型）来引导生成，就可以在不影响多变程度的情况下获得对图像质量的控制。由此，图像质量与多变程度就分离了。

实验表明，这能显著提升 ImageNet 生成效果。他们使用公开可用的网络，为 64×64 分辨率下的生成创造了 1.01 的 FID 记录，为 512×512 创造了 1.25 的 FID 记录。此外，该方法也适用于无条件扩散模型，可极大提高其质量。

来源：网易