Reinforcement learning (RL) has shown extraordinary potential in aligning diffusion models to downstream tasks, yet most of them still suffer from significant reward hacking, which degrades generative diversity and quality by inducing visual mode collapse and amplifying unreliable rewards. We identify the root cause as the mode-seeking nature of these methods, which maximize expected reward without effectively constraining probability distribution over acceptable trajectories, causing concentration on a few high-reward paths. In contrast, we propose Trajectory Matching Policy Optimization (TMPO), which replaces scalar reward maximization with trajectory-level reward distribution matching. Specifically, TMPO introduces a Softmax Trajectory Balance (Softmax-TB) objective to match the policy probabilities of K trajectories to a reward-induced Boltzmann distribution. We prove that this objective inherits the mode-covering property of forward KL divergence, preserving coverage over all acceptable trajectories while optimizing reward. To further reduce multi-trajectory training time on large-scale flow-matching models, TMPO incorporates Dynamic Stochastic Tree Sampling, where trajectories share denoising prefixes and branch at dynamically scheduled steps, reducing redundant computation while improving training effectiveness. Extensive results across diverse alignment tasks such as human preference, compositional generation and text rendering show that TMPO improves generative diversity over state-of-the-art methods by 9.1%, and achieves competitive performance in all downstream and efficiency metrics, attaining the optimal trade-off between reward and diversity.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】多目标奖励与偏好优化:理论与算法
专知会员服务
32+阅读 · 2025年12月12日
【普林斯顿博士论文】迈向原则化的强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2025年7月2日
【ICML2025】组合优化问题中的偏好优化
专知会员服务
12+阅读 · 2025年5月17日
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
专知会员服务
90+阅读 · 2022年7月11日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
「基于通信的多智能体强化学习」 进展综述
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
39+阅读 · 2020年3月15日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:00
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:42
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:35
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
17+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
18+阅读 · 10月24日
相关VIP内容
【博士论文】多目标奖励与偏好优化:理论与算法
专知会员服务
32+阅读 · 2025年12月12日
【普林斯顿博士论文】迈向原则化的强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2025年7月2日
【ICML2025】组合优化问题中的偏好优化
专知会员服务
12+阅读 · 2025年5月17日
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
专知会员服务
90+阅读 · 2022年7月11日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员