南京理工大学与南京大学联合提出VMDiff（视觉混合扩散模型），解决AI图像生成中“共存不融合”与“偏向一方”两大难题。通过分阶段采用拼接与插值策略，并自动搜索平衡参数，让模型真正将两个物体融合成一个结构连贯的新实体。适用于AI科研、角色设计、潮玩创作等场景。
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过去，很多图像生成模型都能同时画出两个物体；但要让它们真正“长成一个新物体”，其实远没有那么简单。
最近，来自南京理工大学和南京大学的研究者提出了 VMDiff（Visual Mixing Diffusion）。这项工作的目标不是让两个概念“出现在同一张图里”，而是让它们真正融合成一个结构连贯、语义平衡、视觉统一的新实体。
如果让 AI 把“玻璃罐”和“猫头鹰”结合起来，很多模型表面上看似做到了，实际上却没有真正融合。有的结果只是把两个物体放在同一张图里，彼此靠近、重叠，但仍然是两个分离的概念；还有的结果更直接，只保留了其中一个物体，另一个概念几乎消失不见。
这正是跨物体融合生成长期存在的两个核心难题：一类叫 coexistent generation，也就是“共存但不融合”；另一类叫 bias generation，也就是“只偏向一边，另一边被吞掉”。VMDiff 要解决的，正是这两个问题。
图 2. 现有方法常见的两类失败：共存不融合，或只偏向一边。
论文信息
标题：VMDiff: Visual Mixing Diffusion for Limitless Cross-Object Synthesis
作者：熊泽仁，于悦, 张泽栋, 陈硕, 杨健, 李俊
机构：南京理工大学，南京大学
论文链接：https://arxiv.org/abs/2509.23605
项目主页：https://xzr52.github.io/VMDiff_index/
代码仓库：https://github.com/xzr52/VMDiff_code
VMDiff 的巧妙之处：把“保信息”和“成整体”拆成两步来做
VMDiff 最核心的思路，不是笼统地说“在 noise 和 embedding 上融合”，而是更精确地把整个过程拆成两个目标完全不同的阶段：
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在前一阶段，目标是尽可能完整保留两个输入的信息； -
在后一阶段，目标是把这些信息真正长成一个统一的新物体。
这两个阶段分别对应论文中的 Hybrid Sampling Process（HSP） 和 Efficient Adaptive Adjustment（EAA）。
而 HSP 里面最值得讲的，就是两个非常“反直觉但很对”的设计选择：
该保留信息的时候，不做插值，而是拼接；
该形成统一整体的时候，不再拼接，而是插值。
这是 VMDiff 的方法核心。
图 3. VMDiff 由 HSP 与 EAA 两部分组成：前者负责融合生成，后者负责自适应调参。
第一步：先别急着“混”，先保证两个输入都真的在场
很多人一看到“融合”就会想到插值。但 VMDiff 在前面的 Blending Noise（BNoise） 阶段并没有这么做。
它先从高斯噪声出发，再通过引导去噪和反演，把噪声逐步变成一个带有两个输入概念信息的语义噪声。而在这个阶段，VMDiff 对两个输入特征采用的不是插值，而是拼接（concatenate）。
为什么这里要拼接？因为这一阶段的目标还不是“生成一个整体”，而是“把两个来源的信息都尽可能保住”。如果过早插值，两个物体中那些不完全对齐的局部细节，很容易在平均过程中被抹平；相反，拼接能先把双方的重要特征都保留下来，再交给后续的反演过程去提炼。
换句话说，VMDiff 在这一步解决的是：如何在真正开始生成之前，先把两个概念的信息注入噪声。
图 4. 在 BNoise 阶段，拼接比插值更有利于保留输入细节。
第二步：真正生成时，目标变了——这时必须让它长成一个整体
前面那一步解决的是“两个概念都在”。但只做到这一步还不够，因为“都在”不等于“融合好了”。
如果在最终生成阶段还继续拼接，那么模型虽然拥有两边的信息，但它们还是彼此分离的，最后很容易长成“两个物体挤在一起”的结果。
所以在 Mixing Denoise（MDeNoise） 阶段，VMDiff 做了第二个关键转换：它不再拼接，而是用 球面插值（spherical interpolation） 去混合两组视觉表征，让它们沿着一个更自然的潜空间路径逐步过渡，最终形成单一、连贯、和谐的新实体。 这一点特别重要。它说明 VMDiff 不是简单地“全程统一融合策略”，而是针对不同阶段的目标，选择了不同的操作：
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在 BNoise 阶段，怕丢信息，所以选拼接； -
在 MDeNoise 阶段，怕长不成整体，所以选插值。
这正是 VMDiff 和很多“直接混一混”方法最本质的区别。
图 5. 在最终生成阶段，插值比拼接更容易形成统一整体。
但“成整体”还不够，VMDiff 还要解决另一个麻烦：别偏科
即便有了前面的两步，模型仍然可能偏向其中一个输入。比如“口红 + 钢铁侠手办”，最后也许更容易只剩口红，或者只剩钢铁侠风格，而无法做到真正平衡。所以 VMDiff 又设计了一个 Similarity Score（SS），专门衡量生成结果是否同时满足两件事：
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既像输入图像 1，也像输入图像 2； -
既符合类别语义 1，也符合类别语义 2； -
而且两边不能差太多。
这个式子可以拆成四部分来看：
-
：visual similarity，要求生成结果在视觉上都接近两个输入图像； -
：semantic similarity，要求生成结果在语义上都符合两个类别标签； -
：visual balance，惩罚视觉上只偏向其中一边； -
：semantic balance，惩罚语义上只保留一个概念。
换句话说，VMDiff 优化的不是“像某一个输入”，而是：
既保留两个来源的视觉与语义，又显式压制不平衡。
EAA：不是拍脑袋调参数，而是自动搜索“最平衡的融合点”
有了这个相似度与平衡联合目标之后，VMDiff 用 Efficient Adaptive Adjustment（EAA） 去自动搜索参数。它会分层地调整：
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控制融合比例的 α -
控制噪声侧影响的 β1、β2 -
以及随机噪声 ϵ
做法并不是昂贵的梯度反向传播，而是更轻量的层次化搜索，比如 golden section search，再结合少量重采样。这使得 VMDiff 不需要一个特别重的优化过程，也能比较高效地找到“最像两边、又最平衡”的解。图 6. EAA 通过分层搜索逐步提升相似度并减小失衡。
结果上，VMDiff 做到的不是“更花哨”，而是“更像一个新物体”
为了系统评估这件事，作者构建了 IIOF（Image-Image Object Fusion） 数据集，包含 780 个图像对，覆盖动物、水果、人造物体和角色手办等类别。
实验表明，VMDiff 不只是主观上更有创意，在客观指标也都表现突出。
在多概念生成对比中，很多基线方法仍然容易出现“只是叠在一起”或者“偏向其中一边”的问题；而 VMDiff 生成的结果往往更像是一个真正统一的混合实体。 从表 1 可以看到，VMDiff 并不是只在单一指标上占优，而是在语义一致性、单实体连贯性、相似度和平衡性等多个维度上都表现突出。
表 1. IIOF 数据集上的定量对比结果
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Our VMDiff | 0.639 | 0.540 | 8.372 | 8.392 | 0.390 |
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2.068 | 0.324 |
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0.417 |
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图 7. 与多概念生成方法相比，VMDiff 更能生成统一而平衡的融合体。
图 8. 与混合和编辑方法相比，VMDiff 的结果更完整、更自然。
这篇工作的价值，不只是生成几个新奇例子
VMDiff 真正有意思的地方，不只是做出了几张好看的图，而是它给“跨物体视觉融合”这件事提供了一种很清晰的方法论：
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先解决“信息别丢”； -
再解决“整体要成”； -
最后再解决“双方要平衡”。
这三件事以前常常被混在一起处理，而 VMDiff 把它们拆开了，并为每一步都设计了对应的机制。这也是为什么它生成出来的结果，不是简单拼贴，也不是只偏向一边，而更像一个真的被“设计出来”的新物体。
总结
很多方法能把两个物体同时画出来，但 VMDiff 的目标不是“同时出现”，而是“真正长成一个新物体”。 对角色设计、潮玩设计、电影动画和工业外观探索来说，这种“真正生成一个新物体”的能力，比简单拼贴更接近实际创作需求。它最核心的洞察在于：
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在噪声构造阶段，用拼接保住两边信息； -
在最终生成阶段，用插值把两边长成一个整体； -
再用联合考虑相似度与平衡的目标函数，自动找到最佳融合点。
这让跨物体融合不再只是“把 A 和 B 放一起”，而是真正走向“从 A 和 B 里，创造出一个新的 C”。
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