港大联合字节跳动提出JoVA: 一种基于联合自注意力的视频-音频联合生成模型

源自公众号:机器之心

01-25 18:43

音视频生成面临的最大挑战是口型与语音不同步。港大与字节跳动提出的JoVA框架,通过创新的联合自注意力机制和嘴部区域监督,仅用190万训练数据就在唇形同步准确率上达到先进水平,为数字人、视频创作等领域提供了更高效的解决方案。

港大联合字节跳动提出JoVA: 一种基于联合自注意力的视频-音频联合生成模型智能速览

  • 采用联合自注意力机制,无需额外融合模块

  • 引入嘴部区域感知监督,解决口型同步问题

  • 仅用3.2B参数量超越更大规模的竞品模型

  • 支持文本、图像等多模态条件输入

  • 在两个基准测试中均达到最佳性能

港大联合字节跳动提出JoVA: 一种基于联合自注意力的视频-音频联合生成模型精华内容

如何让生成的视频与音频完美同步?JoVA给出了一份简洁而有力的答卷。这个框架巧妙地利用了Transformer架构的本质特性,实现了多模态的深度融合。

架构创新

JoVA采用Waver作为基础模型,通过复制预训练视频网络参数初始化音频扩散模型。核心创新在于使用联合自注意力层(Joint Self-Attention),让视频Token、音频Token和文本Token在同一空间内直接交互,无需引入额外的交叉注意力模块或融合层。这种设计既保持了Transformer的简洁性,又实现了跨模态信息的深度融合。

模型还引入了源自MMAudio的时间对齐旋转位置编码(Temporal-aligned RoPE),在时间维度上同步了两种模态的位置编码,确保了视频与音频在时间上的精确对齐。

嘴部监督策略

为解决数字人生成中的唇形同步难题,JoVA提出了潜空间嘴部区域感知监督策略。整个过程包含三个步骤:首先在原始视频帧上检测面部关键点,计算嘴部区域的边界框;然后将像素空间的边界框映射到VAE的潜空间;最后在训练目标函数中引入专门的嘴部损失项。

这种映射方式能够在潜空间精确定位嘴部区域,通过加权损失强制模型学习细粒度的唇形-语音对齐。实验表明,当嘴部损失权重为5.0时,LSE-C得分从1.39提升至6.64,且未损害其他音频或视频质量指标。

训练数据构建

研究团队构建了包含三部分的训练数据集:Text2Audio(环境音)、Text2Video-Audio(自然场景视听对)以及Text2Avatar-Speech(数字人/说话人视频),总计约190万训练样本。

数据标注采用自动化流水线:使用Tarsier2生成视频描述,Audio-flamingo3生成音频描述,并利用Whisper进行自动语音识别。训练采用两阶段策略:先进行80K步的语音单模态独立训练,再进行50K步的联合视听训练。推理时使用分类器无关引导(CFG)以提升生成质量。

性能表现

在UniAvatar-Bench(100个样本)和Verse-Bench(600个样本)两个基准测试中,JoVA展现出了卓越的性能。唇形同步方面,LSE-C得分达到6.64,不仅优于联合生成模型OVI(6.41)和Universe-1(1.62),甚至超过了使用真实音频驱动的Wan-S2V(6.43)。

语音准确性上,WER低至0.18(UniAvatar-Bench)和0.11(Verse-Bench),验证了其稳健的语音合成能力。视频质量方面,动态程度(MS 0.98)和美学评分(AS 0.47)均处于领先水平。

效率优势

JoVA展现了显著的效率优势。仅使用3.2B参数和1.9M训练数据的小模型,其LSE-C得分就达到6.20,显著优于参数量更大(7.1B)且训练数据更多(6.4M)的Universe-1模型(LSE-C 1.62)。

当参数量增加至24B时,JoVA在各项指标上均达到最佳水平:LSE-C提升至6.64,WER降至0.18。这种从小到大都能保持竞争力的特性,使得JoVA在不同算力条件下都能提供有效的解决方案。

JoVA的成功证明了简化架构设计的力量。通过回归Transformer的本质特性,用联合自注意力实现多模态融合,加上精准的嘴部区域监督,模型在保持高效率的同时实现了卓越的同步质量。这种思路为后续的多模态生成研究提供了新的方向,也让高质量数字人生成变得更加触手可及。

内容由AI生成
0
扫一下,分享更方便,购买更轻松
0评论

当前文章无评论,是时候发表评论了
提示信息

取消
确认
评论举报

最新文章 热门文章