DOPD: Dual On-policy Distillation
arXiv · HuggingFace · ▲93
摘要(原文)
On-policy distillation (OPD) offers superior capacity transfer by supervising student-sampled trajectories with dense token-level signals. To furnish high-quality supervision sources and thereby elevate the performance frontier of distillation, an intuitive direction is to infuse privileged information to either teacher or student itself. However, this additional input induces a potential failure mode we dub privilege illusion: a pattern that conflates the transferable capability gap that students are meant to close, and the information asymmetry gap that can only be mimicked but never replicated. This issue is further amplified by the inherent non-uniformity of token-level supervision, where only a small subset of tokens carries pivotal capability-bearing signals. To this end, we propose DOPD, an advantage-aware dual distillation paradigm that dynamically routes token-level supervision between privileged teacher and privileged student policies based on their advantage gap and relative probabilities. Each token receives supervision of different strength, objective, and strategy from either teacher or student itself, which transfers credible capability while simultaneously receiving auxiliary signals, to alleviate privilege illusion. Extensive experiments on both large language model (LLM) and vision-language model (VLM) settings demonstrate that DOPD consistently outperforms Vanilla OPD and other counterparts. Further results on stability, robustness, continual learning, and out-of-distribution tasks validate its superiority.
摘要(中译)
On - policy distillation (OPD) 通过使用密集的 token - 级信号监督学生采样的轨迹来提供卓越的能力转移。为了提供高质量的监督源并从而提升蒸馏的性能前沿,一个直观的方向是向教师或学生本身注入特权信息。然而,这种额外的输入会引发一种我们称之为特权幻觉的潜在故障模式:一种混淆学生应该缩小的可转移能力差距和只能模仿而无法复制的信息不对称差距的模式。这个问题进一步被 token - 级监督的固有不均匀性放大,在这种监督中,只有一小部分 token 携带关键的能力承载信号。为此,我们提出了 DOPD,一种基于它们的优势差距和相对概率在特权教师和特权学生策略之间动态路由 token - 级监督的优势感知双蒸馏范式。每个 token 从教师或学生本身接收不同强度、目标和策略的监督,这既传递了可信的能力,同时又接收辅助信号,以缓解特权幻觉。在大型语言模型 (LLM) 和视觉 - 语言模型 (VLM) 设置上的大量实验表明,DOPD 始终优于 Vanilla OPD 和其他对应方法。在稳定性、鲁棒性、持续学习和分布外任务上的进一步结果验证了它的优越性。
背景剖析
要理解这项研究,首先需要明确技术背景:模型蒸馏(distillation)是让“学生模型”学习“教师模型”能力的核心技术,广泛用于大模型(LLM)和视觉-语言模型(VLM)的优化。传统方法依赖“离线轨迹”(off-policy),但学生模型的行为分布可能与教师模型脱节。因此,近年兴起的“在线策略蒸馏”(OPD)通过让学生模型自己生成轨迹,并用教师的逐词监督信号指导学习,既解决了分布不匹配问题,又提升了效率。然而,OPD的性能上限受限于监督信号的质量——当引入“特权信息”(如LLM的推理提示或VLM的结构化注释)时,虽然能暂时提高教师模型的表现,但这些信息可能包含“不可学习的优势”(即“特权幻觉”),导致学生模型模仿的是信息不对称带来的表面优势,而非真正可迁移的能力。
先前的问题在于:现有OPD方法对所有token采用统一的监督策略,忽略了token间的价值差异。例如,某些token可能承载关键能力信号(如逻辑推理步骤),而其他token可能只是噪声。当特权信息被混入时,这种均匀监督会让学生模型偏向学习容易拟合的“特权快捷方式”,而非真正的核心能力。这会导致性能波动、探索能力下降,甚至训练不稳定。
本文的解法是提出“双在线策略蒸馏”(DOPD)。其核心思路是动态区分token的监督来源:对于教师模型确实在能力上有优势的token,使用更强的教师监督来传递高价值信号;而对于那些可能受特权信息主导或与核心能力无关的token,则采用更轻量的监督(甚至学生自监督)以避免过拟合。DOPD通过“优势差距”(教师与学生的能力差)和“预测概率”动态调整每个token的监督强度、目标和策略,从而减少“特权幻觉”。
关键差异在于:与Vanilla OPD不同,DOPD不再假设所有token对能力转移的贡献相同,而是针对性地分配监督资源。它结合了教师监督(传递特权信息中的可迁移能力)和学生自监督(保持稳定性与探索性),通过动态路由机制平衡两者。这种方法不仅提升了性能(在LLM和VLM任务中显著超过Vanilla OPD),还增强了模型的鲁棒性、持续学习能力和分布外泛化能力。其创新点在于将“特权信息”的利用从“盲目模仿”转向“选择性吸收”,从而解决了传统OPD的核心缺陷。




