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一文解读 OpenAI Sora 核心技术

原创 数据库开发技术 作者:玄姐聊AGI 时间:2024-03-01 08:18:00 0 删除 编辑

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Sora 技术原理解读

如果用一句话来描述 Sora 训练建模过程,那就是:将原始视频通过一个视觉编码器(visual encoder)编码到隐空间(latent space)形成隐时空块(spacetime latent patches),这些隐时空块(结合 text 信息)通过 transformer 做 diffusion 的训练和生成,将生成的隐时空块再通过视觉解码器(visual decoder)解码到像素空间(pixel space)。

整个过程如下:visual encoding -> latent diffusion with diffusion transformer (DiT) -> visual decoding。


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Sora 算不算世界模型?

世界模型分为广义的和狭义的。

广义的世界模型,就是任何能理解世界潜在物理规律的模型,比如可以预见未来结果的模型,比如:如果一个模型能预测玻璃杯掉下后的状态,说明该模型具备这样的能力;再比如:知道世界中实体或抽象概念之间相互联系的模型,比如:一个模型知道玻璃杯的硬度低于水泥地会导致玻璃破碎。

狭义的世界模型,更强调理解物理世界的动力(dynamics)或者运动等物理规律的模型,了解过强化学习的朋友们一定特别熟悉这些。在强化学习中,一大分支便是 model-based RL,这里的 model,其实就是典型的狭义世界模型。在此模型中,给定某一时刻的状态 s_t 和该时刻做的动作 a_t,模型可以预测出下一个时刻的状态 s_t+1。所以说,狭义的世界模型其实是因果的。回到上面的例子,s_t 可以是刚下落的杯子和干净的水泥地,a_t 则是自由落体这个动作,s_t+1 则是水泥地上碎掉的杯子这样一个状态。

Sora 算广义世界模型,同时也是隐式的狭义世界模型。

Sora 的 diffusion 过程其实是在从噪声状态在 text prompts 的约束下,预测可能的结果(视频)。这个过程看似跟狭义世界模型没有关系,但其实可以这么理解:
标准的狭义世界模型的状态转移过程为:s_0 -> a_0 -> s_1 -> a_1 -> s_2 -> ... -> a_T-1 -> s_T。对于一个视频来说,每一帧都可以看做一个状态s,但是某一时刻动作其实很难描述,我们很难用自然语言或者其他形式来描述相邻两帧之间发生了什么。但是我们可以用自然语言描述视频在做什么,也就是s_0到s_T发生了什么,也就是将动作序列 A={a_0, a_1, ..., a_T-1} 一起打包表示成一句话或者一段话。在 Sora中,text prompts 可以看做成这样的动作序列A。而 Sora 理解世界的过程也和一般的狭义世界模型不太一样,s_0 不再是第一帧,而是“混沌”状态(噪声),于是乎diffusion的过程可以理解为:s_0(噪声) -> A -> s_1 -> ... -> A -> s_T(清晰视频)。这其中,虽然 Sora 并没有显式建模世界的 dynamics,但其实在理解自然语言和视频内容之间的关系,算是一种广义上的世界模型。

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Sora 成功的关键

  • 大规模训练:大力出奇迹,这点毋庸置疑。大模型、大数据量、使用大规模算力,OpenAI 基本操作。
  • 敢于突破常规、不屑于刷点:之前工作基本都采用 SD 预训练的 visual encoder,也知道该 encoder 多少有点不合理(比如只能处理固定size的输入),但没有人真的去重新训练一个更合理的 encoder(当然,更可能是算力不支持)。而 OpenA I发现问题,就用算力来解决问题(大概率重新训练visual encoder)。
  • 实事求是 + 绝对领先的 sense:自回归的建模方式在 LLM 中大获成功,GPT 系列也出自 OpenAI,但这不代表 “Autoregressive is everything”,Sora 告诉大家,生成视频无需采用自回归,直接 3D 建模+ transformer encoder 结构就ok。
  • AGI 理念从上至下传播:Sam Altman 绝对是一个有大格局的人物,其最终目标是实现 AGI,我想整个 OpenAI 应该都会贯彻这样的理念,不管是 ChatGPT 还是 Sora,都能看到 AGI 的影子。
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