ScalingNoise: Scaling Inference-Time Search for Generating Infinite Videos

TL;DR

ScalingNoise通过引导噪声选择提高视频生成质量和一致性。

cs.LG 🔴 高级 2025-03-21 39 次浏览
Haolin Yang Feilong Tang Ming Hu Qingyu Yin Yulong Li Yexin Liu Zelin Peng Peng Gao Junjun He Zongyuan Ge Imran Razzak
视频生成 扩散模型 噪声选择 长视频 一致性

核心发现

方法论

ScalingNoise是一种推理时搜索策略,通过引导噪声选择来改善视频生成质量。该方法利用奖励模型来评估噪声候选的长期价值,并从倾斜噪声分布中采样,以提高视频的一致性和视觉多样性。

关键结果

  • 在VBench数据集上,ScalingNoise提高了视频的一致性和质量,具体表现为背景一致性提高1.22%,图像质量提高2.91%。
  • 在UCF-101数据集上,ScalingNoise的FVD得分为539.2,优于其他方法。
  • 通过消融实验,证明一步去噪评估方法在效率和准确性上优于传统方法。

研究意义

该研究通过引入推理时的噪声选择策略,显著改善了长视频生成的质量和一致性,解决了现有方法在长视频生成中的一致性问题,并为资源受限环境下的视频生成提供了新的思路。

技术贡献

ScalingNoise通过引导噪声选择和一步去噪评估策略,提供了新的理论保证和工程可能性,显著区别于现有的状态最优方法。

新颖性

ScalingNoise首次在视频生成中引入推理时的噪声选择策略,与现有方法相比,提供了更长远的质量和一致性保证。

局限性

  • 在某些高动态场景中,噪声选择可能无法完全避免累积误差。
  • 需要额外的计算资源来进行噪声评估。

未来方向

未来可以探索更高效的噪声评估方法,以及在其他生成任务中的应用。

AI 总览摘要

视频生成模型在电影制作、游戏开发等领域具有重要影响。然而,现有方法在长视频生成中面临一致性和质量问题。ScalingNoise通过引导噪声选择和奖励模型评估,显著提高了视频生成的一致性和视觉质量。实验表明,该方法在多个基准数据集上表现优异,为长视频生成提供了新的解决方案。尽管如此,仍需进一步优化噪声评估方法,以减少计算资源消耗。

深度分析

研究背景

视频生成技术近年来取得了显著进展,尤其是在扩散模型的应用上。现有研究主要集中在训练阶段的优化,而推理阶段的噪声选择尚未得到充分关注。

核心问题

长视频生成面临的核心问题是如何在有限资源下保持视频的一致性和质量。噪声选择对视频生成结果有显著影响。

核心创新

ScalingNoise通过引导噪声选择和奖励模型评估,提供了一种新的推理时搜索策略,有效解决了长视频生成中的一致性问题。

方法详解

  • �� 使用奖励模型评估噪声候选的长期价值
  • �� 从倾斜噪声分布中采样以提高视频一致性
  • �� 一步去噪评估策略减少计算资源消耗

实验设计

在VBench和UCF-101数据集上进行实验,评估视频的一致性和质量。使用多种基线方法进行比较,并进行消融实验以验证方法有效性。

结果分析

ScalingNoise在多个数据集上表现优异,显著提高了视频的一致性和质量。消融实验验证了一步去噪评估方法的效率和准确性。

应用场景

该方法可用于电影制作、游戏开发等领域的长视频生成,尤其适用于资源受限的环境。

局限与展望

在高动态场景中,噪声选择可能无法完全避免累积误差。需要进一步优化噪声评估方法以减少计算资源消耗。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在厨房做饭,噪声就像调料。每种调料都有不同的味道,影响最终的菜肴。ScalingNoise就像一个聪明的厨师,知道如何选择最合适的调料,让菜肴更美味。通过一步去噪评估,厨师能快速判断调料的效果,节省时间和资源。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在玩一个游戏,游戏里有很多关卡,每个关卡都有不同的挑战。ScalingNoise就像一个超级助手,帮助你选择最好的装备来应对挑战。它能快速评估装备的效果,让你在游戏中表现更好,获得更高分数!

术语表

扩散模型 (Diffusion Model)

一种生成模型,通过逐步去噪生成数据。

用于视频生成的基础模型。

噪声选择 (Noise Selection)

在生成过程中选择合适的噪声以提高结果质量。

ScalingNoise的核心机制。

奖励模型 (Reward Model)

用于评估噪声候选的长期价值。

指导噪声选择的关键组件。

一步去噪 (One-step Denoising)

一种快速评估噪声的方法,减少计算资源消耗。

提高评估效率的策略。

倾斜噪声分布 (Tilted Noise Distribution)

一种加权噪声分布,用于提高候选噪声的质量。

用于采样高质量噪声候选。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何在高动态场景中进一步提高噪声选择的准确性?
  • 2 是否可以将该方法应用于其他生成任务,如图像生成?

应用场景

近期应用

电影制作

通过提高视频生成质量,帮助电影制作人制作更一致的长视频。

远期愿景

游戏开发

在游戏开发中应用该方法,生成高质量的游戏动画和场景。

原文摘要

Video diffusion models (VDMs) facilitate the generation of high-quality videos, with current research predominantly concentrated on scaling efforts during training through improvements in data quality, computational resources, and model complexity. However, inference-time scaling has received less attention, with most approaches restricting models to a single generation attempt. Recent studies have uncovered the existence of "golden noises" that can enhance video quality during generation. Building on this, we find that guiding the scaling inference-time search of VDMs to identify better noise candidates not only evaluates the quality of the frames generated in the current step but also preserves the high-level object features by referencing the anchor frame from previous multi-chunks, thereby delivering long-term value. Our analysis reveals that diffusion models inherently possess flexible adjustments of computation by varying denoising steps, and even a one-step denoising approach, when guided by a reward signal, yields significant long-term benefits. Based on the observation, we proposeScalingNoise, a plug-and-play inference-time search strategy that identifies golden initial noises for the diffusion sampling process to improve global content consistency and visual diversity. Specifically, we perform one-step denoising to convert initial noises into a clip and subsequently evaluate its long-term value, leveraging a reward model anchored by previously generated content. Moreover, to preserve diversity, we sample candidates from a tilted noise distribution that up-weights promising noises. In this way, ScalingNoise significantly reduces noise-induced errors, ensuring more coherent and spatiotemporally consistent video generation. Extensive experiments on benchmark datasets demonstrate that the proposed ScalingNoise effectively improves long video generation.

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