國(guó)產(chǎn)開源Sora上新：全面支持國(guó)產(chǎn)AI算力，可用ReVideo視頻編輯，北大-兔展團(tuán)隊(duì)出品

　　北大-兔展聯(lián)合發(fā)起的Sora開源復(fù)現(xiàn)計(jì)劃Open-Sora-Plan，今起可以生成最長(zhǎng)約21秒的視頻了!

　　生成的視頻水平，如下展示。先看這個(gè)長(zhǎng)一點(diǎn)的，9.2s:

　　當(dāng)然了，老規(guī)矩，這一次的所有數(shù)據(jù)、代碼和模型，繼續(xù)開源。

　　目前，Open-Sora-Plan在GitHub上有10.4k顆星星，大家可以選擇去抱抱臉上激情試玩。

　　該說不說，版本迭代速度還挺快——上個(gè)月，Open-Sora-Plan就在開源社區(qū)上新過一波。

　　當(dāng)時(shí)能支持單鏡頭16秒的視頻生成，分辨率最高720p，能滿足的生成需求也比較多樣。

　　這次版本更新，背后主要是兩個(gè)方面有了進(jìn)步

　　采用了更高質(zhì)量視覺數(shù)據(jù)與caption

　　優(yōu)化了CausalVideoVAE的結(jié)構(gòu)

　　團(tuán)隊(duì)還表示，Open-Sora-Plan已經(jīng)支持使用國(guó)產(chǎn)AI計(jì)算系統(tǒng)(華為昇騰，期待更多國(guó)產(chǎn)算力芯片)進(jìn)行完整的訓(xùn)練和推理。

　　Open-Sora-Plan v1.1.0展示

　　此次更新的版本是Open-Sora-Plan v1.1.0。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)Open-Sora-Plan的現(xiàn)階段能力進(jìn)行了三個(gè)層面的展示，并注明演示背后是用3k小時(shí)視頻數(shù)據(jù)。

　　首先展示的是10秒版文生視頻（10s×512×512）。

　　這張圖的Prompt是，“藍(lán)色時(shí)刻圣托里尼島的鳥瞰圖，展示了令人驚嘆的建筑”。

　　這張圖的Prompt是，“攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)一大堆老式電視機(jī)，所有電視機(jī)都顯示不同的畫面”。

　　其次展示的是2秒版文生視頻（2s×512×512）。

　　給出的效果展示，有經(jīng)典的小狗子，“一只戴著貝雷帽和黑色高領(lǐng)毛衣的柴犬”。

　　還有一幅畫，畫面上航船前行，波濤拍打:

　　團(tuán)隊(duì)展示的第三類，是用Open-Sora-Plan v1.1.0進(jìn)行視頻編輯(2s×512×512)。

　　據(jù)了解，這部分內(nèi)容采用的是聯(lián)合團(tuán)隊(duì)剛提出來的ReVideo模型。

　　不論是小貓戴墨鏡:

　　還是天空飄氣球:

　　在畫面連續(xù)性和角色一致性方面都表現(xiàn)得還算不錯(cuò)。

　　當(dāng)然，團(tuán)隊(duì)承認(rèn)“但我們?nèi)匀浑xSora有一段距離”，同時(shí)給出了失敗案例展示。

　　例如，團(tuán)隊(duì)對(duì)比了4倍時(shí)間和2倍時(shí)間下采樣的重建視頻，發(fā)現(xiàn)視頻在重建細(xì)粒度特征時(shí)，畫面都會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。

　　這表明減少時(shí)間下采樣并不能完全解決抖動(dòng)問題。

　　并且用v1.1.0生成的雪地里的小狗，視頻中的小狗頭出現(xiàn)了Semantic distortion的問題，似乎模型不能很好的判斷哪個(gè)頭是哪個(gè)狗的。

　　這個(gè)問題其實(shí)在OpenAI的Sora的早期基座模型也會(huì)出現(xiàn)……

　　，時(shí)長(zhǎng)00:12

　　因此Open-Sora-Plan的團(tuán)隊(duì)成員認(rèn)為，也許可以通過擴(kuò)大模型和數(shù)據(jù)量來解決問題，達(dá)到更好的效果。

　　團(tuán)隊(duì)還提到，視頻生成與圖片生成最大的不同，在于其動(dòng)態(tài)性，即物體在連續(xù)的鏡頭中發(fā)生一系列動(dòng)態(tài)變化。

　　然而v1.1.0生成的視頻仍然存在許多有限動(dòng)態(tài)的視頻。

　　團(tuán)隊(duì)通過翻看大量的訓(xùn)練視頻發(fā)現(xiàn)，這些素材網(wǎng)爬取的視頻雖然畫面質(zhì)量很好，然而充斥著一些無意義的特寫鏡頭;而這些特寫鏡頭往往變化幅度很小，甚至處于靜止?fàn)顟B(tài)。

　　同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)negative prompt可以顯著提高視頻質(zhì)量——這意味著也許需要在訓(xùn)練數(shù)據(jù)中加入更多先驗(yàn)知識(shí)。

　　除了對(duì)方給出的展示，目前大家都可以在Hugging Face上試玩。

　　需要注意啦，由于視頻生成可能需要150個(gè)左右的步驟才能產(chǎn)生良好的結(jié)果，試玩時(shí)生成每個(gè)視頻大約需要4-5mins。

　　背后技術(shù)

　　整體框架上，Open-Sora-Plan由三部分組成:

　　Video VAE

　　Denoising Diffusion Transformer(去噪擴(kuò)散型Transformer)

　　Condition Encoder(條件編碼器)

　　這和Sora技術(shù)報(bào)告的內(nèi)容基本差不多。

　　此次更新的Open-Sora-Plan v1.1.0是一個(gè)基于Transformer的文本到視頻模型，經(jīng)過T5文本嵌入的訓(xùn)練。

　　與之前的工作類似，整個(gè)訓(xùn)練過程采用多階段的級(jí)聯(lián)的訓(xùn)練方法，分三個(gè)階段。

　　其中，第二階段采用了華為昇騰算力進(jìn)行訓(xùn)練，該階段的訓(xùn)練、推理完全由國(guó)產(chǎn)芯片支持。

　　目前，仍然在訓(xùn)練和不斷觀察第三階段的模型——增加幀數(shù)到513幀，大約是24FPS的21秒的視頻。

　　相比上個(gè)月發(fā)布的前作Open-Sora-Plan v1.0.0，最新版本主要2個(gè)方面的優(yōu)化。

　　一是優(yōu)化了CausalVideoVAE的結(jié)構(gòu)，二是采用了更高質(zhì)量的視覺數(shù)據(jù)與captions。

　　- 優(yōu)化CausalVideoVAE的結(jié)構(gòu)

　　優(yōu)化CausalVideoVAE的結(jié)構(gòu)，讓Open-Sora-Plan v1.1.0擁有比前作更強(qiáng)的性能、更高的推理效率。

　　來看過程:

　　模型結(jié)構(gòu)

　　隨著生成視頻幀數(shù)不斷增加，CausalVideoVAE的encoder開銷逐漸增加;當(dāng)訓(xùn)練257幀時(shí)，80G的顯存不足以讓VAE encode視頻。

　　因此，團(tuán)隊(duì)減少CausalConv3D的數(shù)量，只保留encoder的最后兩個(gè)stage的CausalConv3D。

　　它能夠幾乎保持原有的性能的情況下大幅度降低開銷。

　　注意，這里只修改encoder，decoder的仍然保留所有的CausalConv3D，因?yàn)橛?xùn)練Diffusion Model不需要decoder。

　　Temoral Module

　　而在v1.0.0，Open-Sora-Plan的temporal module只有一個(gè)TimeAvgPool，AvgPool會(huì)導(dǎo)致視頻中的高頻信息(如細(xì)節(jié)和邊緣)丟失。

　　為了解決這個(gè)問題，團(tuán)隊(duì)在v1.1.0中改進(jìn)該模塊，引入了卷積并增加了可學(xué)習(xí)的權(quán)重，以期望不同分支能夠解耦不同特征。

　　當(dāng)忽略CasualConv3D時(shí)，視頻將會(huì)被重建得非常模糊;同樣的，當(dāng)忽略TemporalAvgPool，視頻會(huì)變得非常銳利。

　　訓(xùn)練細(xì)節(jié)

　　同時(shí)，和v1.0.0一樣，團(tuán)隊(duì)從Latent Diffusion的VAE初始化，采用tail initialization。

　　對(duì)于CasualVideoVAE，研究人員在第一階段訓(xùn)練100k steps with the video shape of9×256×256。

　　進(jìn)一步，研究人員將9幀提高到25幀，發(fā)現(xiàn)增加視頻幀數(shù)還能顯著提高模型性能。

　　需要特別澄清的是，第一階段和第二階段團(tuán)隊(duì)開啟mixed factor，在訓(xùn)練結(jié)束時(shí)a(sigmoid(mixed factor))的值為0.88，這意味著模型傾向于保留低頻信息。

　　研究人員在第三階段將mixed factor初始化為0.5(sigmoid(0.5)=0.6225)，最終模型能力得到進(jìn)一步提升。

　　損失函數(shù)

　　研究人員發(fā)現(xiàn)GAN Loss能夠保留高頻信息和緩解網(wǎng)格效應(yīng)。

　　同時(shí)還發(fā)現(xiàn)將2D GAN改成3D GAN能有進(jìn)一步提升。

　　Inference Tricks

　　在v1.0.0中，團(tuán)隊(duì)采用spatial tiled convolution，它能夠以幾乎恒定的內(nèi)存推理任意分辨率的視頻。

　　然而隨著幀數(shù)變多，VAE encoder的開銷不斷增加。

　　因此新版本引入一個(gè)方法叫做temporal rollback tiled convolution，它是專門為了CausalVideoVAE而設(shè)計(jì)的一種tiled方法。

　　具體來說，除了第一個(gè)窗口以外的窗口都將拋棄第一幀，因?yàn)榇翱趦?nèi)的第一幀被看作圖片，然而其余幀都應(yīng)該被當(dāng)作視頻幀。

　　- 采用更高質(zhì)量的視覺數(shù)據(jù)與caption

　　接下來介紹第二個(gè)優(yōu)化部分，即Open-Sora-Plan v1.1.0采用了更高質(zhì)量的視覺數(shù)據(jù)與caption，這使得模型對(duì)世界運(yùn)行規(guī)律有了更好的理解。

　　由于Open-Sora-Plan支持圖片視頻聯(lián)合訓(xùn)練，因此數(shù)據(jù)收集分為圖片和視頻2個(gè)部分，且圖片數(shù)據(jù)集和視頻數(shù)據(jù)集是兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)集。

　　團(tuán)隊(duì)注明，大概花費(fèi)了32×240個(gè)H100hours生成image and video captions——這些也全部開源。

　　圖片收集管道

　　研究人員從Pixart-Alpha獲取了11M個(gè)圖像文本對(duì)，他們的caption由LLaVA生成。

　　團(tuán)隊(duì)還注意到了高質(zhì)量的OCR數(shù)據(jù)集Anytext-3M，這個(gè)數(shù)據(jù)集每一個(gè)圖片都配對(duì)了相對(duì)應(yīng)的OCR字符。但這些caption不足以描述整個(gè)圖片。因此，團(tuán)隊(duì)采用InternVL-1.5進(jìn)行補(bǔ)充描述。

　　由于T5只支持英文，所以研究人員篩選了英文數(shù)據(jù)參與訓(xùn)練，這約有完整數(shù)據(jù)的一半。

　　另外還從Laion-5B中篩選高質(zhì)量圖片以提高生成人類的質(zhì)量，篩選規(guī)則主要包括:高分辨率、高美學(xué)分?jǐn)?shù)、無水印的包含人的圖片。

　　視頻收集管道

　　在v1.0.0中，團(tuán)隊(duì)對(duì)視頻采樣1幀來生成caption。

　　然而隨著視頻時(shí)長(zhǎng)增加，一幀圖片無法描述整個(gè)視頻的內(nèi)容，也無法描述時(shí)序上的鏡頭移動(dòng)。

　　因此現(xiàn)在采用video captioner對(duì)整個(gè)video clip生成caption——具體地，采用ShareGPT4Video，它能夠很好的覆蓋時(shí)間信息并且描述整個(gè)視頻內(nèi)容。

　　值得注意的是，v1.1.0的視頻數(shù)據(jù)集大約有3k小時(shí)，而v1.0.0版本僅有0.3k小時(shí)。

　　與之前一樣，團(tuán)隊(duì)開源所有的文本注釋和視頻(均為CC0協(xié)議)。

　　One More Thing

　　最后，Open-Sora-Plan表示，接下來的工作主要圍繞兩個(gè)方面進(jìn)行。

　　一是數(shù)據(jù)縮放，重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)體量。

　　二是模型設(shè)計(jì)，主要會(huì)對(duì)CasualVideoVAE和擴(kuò)散模型下手。

　　不變的是，無論如何更迭，所有數(shù)據(jù)、代碼和模型都會(huì)繼續(xù)開源。有上抱抱臉手動(dòng)體驗(yàn)了的朋友們，歡迎在評(píng)論區(qū)分享試玩感受呀～