大模型视频生成依赖的核心算法架构主要包括以下四类,其技术特点、优势及典型应用场景如下:
生成对抗网络(GANs)
- 原理:通过生成器(生成视频帧)与判别器(判别真假视频)的对抗训练优化生成质量。生成器逐步提升生成逼真度,判别器则增强识别能力。
- 优势:
- 生成速度快,适合实时视频生成(如短视频平台)。
- 支持多模态输入(文本、图像),生成风格多样。
- 局限性:
- 训练不稳定,易出现模式崩溃(生成重复内容)。
- 长视频生成时帧间一致性差。
- 典型应用:VGAN(短视频生成)、StyleGAN-V(人脸动画)。
变分自编码器(VAEs)
- 原理:通过编码器将视频压缩至潜在空间,解码器从潜在空间重构视频。潜在空间可进行插值、编辑等操作。
- 优势:
- 潜在空间可解释性强,支持可控编辑(如风格迁移)。
- 训练过程稳定,适合视频压缩与重建。
- 局限性:
- 生成质量低于扩散模型,细节不足。
- 依赖高质量训练数据。
- 典型应用:视频风格迁移、低分辨率视频修复。
扩散模型(Diffusion Models)
- 原理:通过逐步添加噪声破坏数据,再反向学习去噪过程生成高质量内容。核心公式为反向去噪步骤的迭代优化。
- 优势:
- 生成质量高,细节丰富(如OpenAI Sora的物理模拟)。
- 支持长视频生成(如60秒连贯场景)。
- 局限性:
- 计算成本高,训练需大规模算力。
- 生成速度慢(需数百至数千步去噪)。
- 典型应用:Sora(文生视频)、Stable Video(高保真生成)。
Transformer架构
- 原理:基于自注意力机制捕捉时空依赖关系,将视频分解为时空token序列处理。典型代表为扩散Transformer(Diffusion Transformer)。
- 优势:
- 长序列建模能力强,适合复杂时序任务(如多镜头切换)。
- 支持并行计算,提升训练效率。
- 局限性:
- 需海量数据训练,对硬件资源要求高。
- 短期依赖建模弱于RNN/LSTM。
- 典型应用:Sora的时空建模、VideoPoet(自回归视频生成)。
混合架构趋势
当前主流模型趋向多架构融合:
- 扩散+Transformer:如Sora的扩散Transformer,结合扩散模型的生成能力与Transformer的全局建模。
- 自回归+扩散:如W.A.L.T模型,先通过扩散生成关键帧,再自回归补全中间帧。
- VAE+GAN:潜在空间编辑结合对抗训练,提升生成可控性(如Runway的Inpainting功能)