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

生成的視頻水平，如下展示。先看這個長一點(diǎn)的，9.2s：

下面這段人形機(jī)器人種花要短一點(diǎn)，是2.7s：

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——上個月，Open-Sora-Plan就在開源社區(qū)上新過一波。

當(dāng)時能支持單鏡頭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)支持使用國產(chǎn)AI計(jì)算系統(tǒng)（華為昇騰，期待更多國產(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Open-Sora-Plan的現(xiàn)階段能力進(jìn)行了三個層面的展示，并注明演示背后是用3k小時視頻數(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。

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

例如，團(tuán)隊(duì)對比了4倍時間和2倍時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，畫面都會發(fā)生抖動。

這表明減少時間下采樣并不能完全解決抖動問題。

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頭是哪個狗的。

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

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。

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

然而v1.1.0生成的視頻仍然存在許多有限動態(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，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。

△without negative prompt生成的小狗視頻

除了對方給出的展示，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個左右的步驟才能產(chǎn)生良好的結(jié)果，試玩時生成每個視頻大約需要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，整個訓(xùn)練過程采用多階段的級聯(lián)的訓(xùn)練方法，分三個階段。

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。

相比上個月發(fā)布的前作Open-Sora-Plan v1.0.0，最新版本主要2個方面的優(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，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TimeAvgPool，AvgPool會導(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，視頻將會被重建得非常模糊；同樣的，當(dāng)忽略TemporalAvgPool，視頻會變得非常銳利。

訓(xùn)練細(xì)節(jié)

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

對于CasualVideoVAE，研究人員在第一階段訓(xùn)練100k steps with the video shape of 9×256×256。

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個部分，且圖片數(shù)據(jù)集和視頻數(shù)據(jù)集是兩個獨(dú)立的數(shù)據(jù)集。

團(tuán)隊(duì)注明，大概花費(fèi)了32×240個H100 hours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個圖像文本對，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，這個數(shù)據(jù)集每一個圖片都配對了相對應(yīng)的OCR字符。但這些caption不足以描述整個圖片。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)對視頻采樣1幀來生成caption。

然而隨著視頻時長增加，一幀圖片無法描述整個視頻的內(nèi)容，也無法描述時序上的鏡頭移動。

因此現(xiàn)在采用video captioner對整個video clip生成caption——具體地，采用ShareGPT4Video，它能夠很好的覆蓋時間信息并且描述整個視頻內(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，而v1.0.0版本僅有0.3k小時。

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)，主要會對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)、代碼和模型都會繼續(xù)開源。

有上抱抱臉手動體驗(yàn)了的朋友們，歡迎在評論區(qū)分享試玩感受呀～

GitHub：

??https://github.co??m/PKU-YuanGroup/Open-Sora-Plan

抱抱臉：

??https://huggingface.co/spaces/LanguageBind/Open-Sora-Plan-v1.1.0??

ReVideo模型：

??https://github.com/MC-E/ReVideo?tab=readme-ov-file??

本文轉(zhuǎn)自 量子位 ，作者：量子位

原文鏈接:??https://mp.weixin.qq.com/s/g-1KAKzt80IkXcnUpNYLNA??