SVG性能比肩GPT/Claude，腾讯开源3B模型HiVG，让Token「懂几何」

当所有人都在卷模型规模的时候，有人换了一种思路：

与其无限堆参数，不如从根本上重新思考「token该怎么设计？」

仅3B参数的HiVG，在SVG生成任务中多项指标超越了GPT-5.2、Claude-4.5-Sonnet等闭源模型。

一句话概括：

HiVG是一个面向SVG生成的层次化分词框架，在减少63.8% token数量的同时，以仅3B参数在多项指标上超越所有开源SVG模型和GPT-5.2等闭源模型。

背景：SVG生成为什么这么难？

矢量图形（SVG），设计圈的“六边形战士”——无限缩放不糊、文件小到离谱，图形编辑友好，一直是设计师和开发者的心头好。最近，随着大语言模型（LLM）的崛起，研究者开始尝试将SVG当作“代码”来生成——给一句话描述，甚至丢一张图，模型直接吐出可渲染的矢量代码？

然而，现有方法存在一个被严重低估的问题：分词方式不对。

大语言模型沿用NLP领域的BPE分词器来处理SVG代码。问题是，SVG的核心不是“文本代码”而是“几何坐标”。一个简单的坐标100会被BPE拆成“1”、“0”、“0”三个独立token——空间上紧密相关的数字在token空间中被彻底打散。这种割裂带来两个严重后果：

1. 坐标幻觉（Coordinate Hallucination）：模型无法理解坐标之间的空间关系，频繁产生几何上不合理的输出。

2. token冗余爆炸：一个简单图标可能膨胀到数百个token，严重拖慢训练和推理效率。

一边是自然语言token的高信息密度（一个语义词通常只需1-2个token），另一边是SVG代码中大量低信息密度的坐标token——这种表征的不匹配，才是SVG生成质量的真正瓶颈。

既然根源在token设计，能否从根本上重新定义SVG的分词范式？

HiVG给出了肯定的回答。

技术方案：层次化分词，让每个token都「有意义」

核心思想：从字符碎片到可执行几何单元

HiVG的核心洞察简单而有力：SVG不是普通文本，它是可执行的几何程序。分词器应该尊重这一本质。

△ 三种Tokenizer分词策略对比图

如上图所示，对于同一段SVG代码

(a)通用文本分词器（LLM）：暴力拆分为10个碎片token，坐标被打散

(b) SVG感知分词器（现有方法）：识别了SVG元素，但坐标仍被逐个拆分，产生7个token

(c) HiVG分词器：将绘图命令和其关联坐标组合为一个可执行的矢量路径片段词元（segment token），仅需2个token

token压缩率：10→7→2，这就是层次化的力量。

第一层：原子词元（Atomic Tokens）

HiVG首先将原始SVG字符串分解为四类不可再分的原子词元：

关键设计：路径参数采用相对坐标表示——每条路径的首个命令用绝对坐标定位，后续参数相对于前一个点偏移。这不仅降低了全局平移方差，还大幅提升重复几何模式的可发现性，为下一层压缩奠定基础。

第二层：路径片段词元（Segment Tokens）——真正的杀手锏

△ HiVG框架总览

这是HiVG最具创新性的设计。在原子token之上，HiVG将「绘图命令+其全部坐标参数」视为一个不可分割的矢量几何片段（segment）：

然后在大规模SVG语料上执行迭代配对合并（类似BPE的思想，但作用在段级别而非字符级别），将高频共现的相邻段合并为新的复合路径片段词元。

核心约束：合并只在段边界发生，且合并结果必须是语法有效的、可渲染的几何单元。这意味着学到的每个路径片段词元都对应一个真实可执行的SVG几何图元。

△ 学习到的路径片段词元示例

上图展示了实际学到的路径片段词元：椭圆弧、正交拐角、贝塞尔曲线、半圆弧——这些都是SVG设计中最常用的几何原语。每个token在语料中出现频率高达15000-20000次，证明它们确实捕捉到了可复用的几何结构。

压缩效果：相比原始SVG字符串，路径片段词元将序列长度压缩了62.7%-63.8%（2.68×-2.76×）。

HMN初始化：让坐标Token从一开始就懂「空间」

在预训练LLM中引入全新的SVG token，如何初始化它们的embedding？随机初始化会破坏预训练空间的分布；用全局均值初始化又丢失了token间的结构关系。

HiVG提出了层次化均值-噪声（HMN）初始化策略：

△ HMN初始化示意图

每个新token的embedding由四项组成：

et=λμμ+λnϵ+wsemΦ(desct)+wnumdt

• 全局均值+噪声（μ+ϵ）：保持与预训练词表的分布对齐同时增加Token间区分度
• 语义先验（Φ(desct)）：利用冻结模型权重编码token的文本描述
• 数值编码（dt）：通过高斯-多项式基函数将归一化坐标值映射到embedding空间

将归一化坐标通过高斯径向基（RBF）与多项式特征映射，并经随机投影得到embedding，使相近坐标在表示空间中保持邻近，从而赋予模型初始的空间感知能力。

实验结果：3B参数，多项指标超越8B模型

定量对比

在Image-to-SVG任务上，HiVG-3B取得了0.896 SSIM（vs. Gemini-2.5-pro的0.790）和0.114 LPIPS（vs. GPT-5.2的0.205），CLIP-S得分0.957同样显著领先。

值得注意的是，HiVG仅有3B参数，却在多项关键指标上超越了GPT-5.2、Claude-4.5-Sonnet、Gemini-2.5-pro等闭源模型，以及OmniSVG-8B、InternSVG-8B等8B级开源模型。

视觉对比

△ Image-to-SVG生成方法比较

△ HiVG Image-to-SVG生成结果

△ Text-to-SVG生成方法比较

从视觉对比可以看到，面对复杂布局（如Mastercard logo、含文字的日历图标），其他方法频繁出现形状残缺、文字错乱、颜色偏差等问题，而HiVG生成的SVG在结构一致性和细节保真度上表现更优。

特别值得一提的是，HiVG在生成包含字体（glyph）的SVG时表现出色——这是此前方法极少能做好的能力。

人类评测：专业设计师投票

△ 人类评测结果

研究团队招募了8位专业SVG从业者进行双盲评测：

可用性评分：HiVG以4.06分（满分5分）位居第一

配对偏好：HiVG在与所有对手的头对头比较中获胜率达58.9%-70.8%

此外，在Adobe Illustrator中的实际编辑测试中，HiVG生成的SVG在语义分层、可编辑性、冗余控制和整体可用性四个维度上均获得最高分。这意味着HiVG不仅“看着好”，在实际设计工作流中也更实用。

Token效率：用更少的token达到更好的效果

△ Token压缩效率vs.训练使用Token预算

HiVG将SVG序列压缩了62.7%-63.8%，用约2.7×更少的训练token即可达到与基线方法相当的生成质量。这意味着更快的训练速度、更低的推理延迟、更少的计算资源消耗。

项目价值

HiVG的意义，不止于SVG生成任务本身。它传递了一个重要信号：

在结构化生成任务中，「Token设计」的价值可能被严重低估了。

当前AI社区的主流思路，是不断扩大模型规模、堆叠数据。但HiVG以3B参数在多项指标上超越更大模型的事实表明：当数据天然具备结构时，让表征与结构对齐，往往比单纯增加参数更有效。

这一思路有望推广到CAD生成、3D Mesh生成、机器人动作序列建模等所有涉及「结构化序列」的领域。

同时，HiVG在SVG代码可用性上的领先表明，该技术具备直接落地设计工具链的潜力——可以想象，未来设计师只需输入一句描述，就能获得一个结构清晰、可直接编辑的矢量图标。

arXiv：

https://arxiv.org/pdf/2604.05072

主页：

https://hy-hivg.github.io/

代码：

https://github.com/ximinng/HiVG

文章来自于微信公众号 "量子位"，作者 "量子位"