Phenaki:你讲故事我来画
我们知道,虽然从本质上讲,视频就是一系列图像,但生成一个连贯的长视频并没有那么容易,因为在这项任务中,可用的高质量数据非常少,而且任务本身的计算需求又很大。
更麻烦的是,像之前那种用于图像生成的简短文本 prompt 通常不足以提供对视频的完整描述,视频需要的是一系列 prompt 或故事。理想情况下,一个视频生成模型必须能够生成任意长度的视频,并且要能根据某个时刻 t 的 prompt 变化调节生成的视频帧。只有具备这样的能力,模型生成的作品才能称之为「视频」,而不是「移动的图像」,并开启在艺术、设计和内容创作方面的现实创意应用之路。
谷歌等机构的研究人员表示,「据我们所知,基于故事的条件视频生成之前从未被探索过,这是第一篇朝着该目标迈进的早期论文。」
- 论文链接:https://pub-bede3007802c4858abc6f742f405d4ef.r2.dev/paper.pdf
- 项目链接:https://phenaki.github.io/#interactive
由于没有基于故事的数据集可以拿来学习,研究人员没有办法简单地依靠传统深度学习方法(简单地从数据中学习)完成这些任务。因此,他们专门设计了一个模型来完成这项任务。
这个新的文本转视频模型名叫 Phenaki,它使用了「文本转视频」和「文本转图像」数据联合训练。该模型具有以下能力:
1、在开放域 prompt 的条件下生成时间上连贯的多样化视频,即使该 prompt 是一个新的概念组合(见下图 3)。生成的视频可以长达几分钟,即使该模型训练所用的视频只有 1.4 秒(8 帧 / 秒)
2、根据一个故事(即一系列 prompt)生成视频,如下图 1 和图 5 所示:
从以下动图中我们可以看到 Phenaki 生成视频的连贯性和多样性:
要实现这些功能,研究人员无法依赖现有的视频编码器,因为这些编码器要么只能解码固定大小的视频,要么独立编码帧。为了解决这个问题,他们引入了一种新的编码器 - 解码器架构——C-ViViT。
C-ViViT 可以:
- 利用视频中的时间冗余来提高每帧模型的重构质量,同时将视频 token 的数量压缩 40% 或更多;
- 在给定因果结构的情况下,允许编码和解码可变长度视频。
PHENAKI 模型架构
受之前自回归文本转图像、文本转视频研究的启发,Phenaki 的设计主要包含两大部分(见下图 2):一个将视频压缩为离散嵌入(即 token)的编码器 - 解码器模型和一个将文本嵌入转换为视频 token 的 transformer 模型。
获取视频的压缩表示是从文本生成视频的主要挑战之一。之前的工作要么使用 per-frame 图像编码器,如 VQ-GAN,要么使用固定长度视频编码器,如 V ideoVQVAE。前者允许生成任意长度的视频,但在实际使用中,视频必须要短,因为编码器不能及时压缩视频,并且 token 在连续帧中是高度冗余的。后者在 token 数量上更加高效,但它不允许生成任意长度的视频。
在 Phenaki 中,研究者的目标是生成可变长度的视频,同时尽可能压缩视频 token 的数量,这样就可以在当前的计算资源限制下使用 Transformer 模型。为此,他们引入了 C-ViViT,这是 ViViT 的一种因果变体,为视频生成进行了额外的架构更改,它可以在时间和空间维度上压缩视频,同时保持时间上的自回归。该功能允许生成任意长度的自回归视频。
为了得到文本嵌入,Phenaki 还用到了一个预训练的语言模型——T5X。
具体细节请参见原论文。