這項(xiàng)由韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)的金敏洙(Minsoo Kim)和崔政旭(Jungwook Choi)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),聯(lián)合成均館大學(xué)的沈圭弘(Kyuhong Shim)以及高通韓國(guó)AI研究院的張心勇(Simyung Chang)共同完成,發(fā)表于2025年6月的arXiv預(yù)印本平臺(tái)(論文編號(hào):arXiv:2506.15745v1)。有興趣深入了解技術(shù)細(xì)節(jié)的讀者可以通過(guò)該編號(hào)在arXiv.org上訪問(wèn)完整論文。
當(dāng)我們用手機(jī)觀看一部?jī)尚r(shí)的電影時(shí),很少會(huì)想到背后的技術(shù)挑戰(zhàn)有多么復(fù)雜?,F(xiàn)在的人工智能已經(jīng)能夠理解和分析視頻內(nèi)容,但這些強(qiáng)大的AI系統(tǒng)通常需要巨大的內(nèi)存空間——就像一個(gè)需要超大倉(cāng)庫(kù)才能運(yùn)轉(zhuǎn)的工廠。問(wèn)題是,我們?nèi)粘J褂玫氖謾C(jī)、AR眼鏡或者家用機(jī)器人的內(nèi)存空間都很有限,就好比只有一個(gè)小儲(chǔ)藏室,根本裝不下那么多東西。
研究團(tuán)隊(duì)面臨的核心挑戰(zhàn)可以這樣理解:當(dāng)AI系統(tǒng)處理長(zhǎng)視頻時(shí),它需要記住之前看到的所有內(nèi)容,這些"記憶"會(huì)越積越多,最終超出設(shè)備的存儲(chǔ)能力。比如,處理一個(gè)15分鐘的視頻就需要大約100GB的存儲(chǔ)空間,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備的承受能力。更麻煩的是,傳統(tǒng)的解決方案都有各自的局限性:要么需要提前知道用戶會(huì)問(wèn)什么問(wèn)題,要么必須先把整個(gè)視頻處理完畢,要么就是直接丟棄一些重要信息。
這就像你在整理一個(gè)不斷增長(zhǎng)的照片收藏,既要保留最重要的記憶,又不能讓儲(chǔ)存空間爆滿,還要能隨時(shí)回答朋友關(guān)于任何一張照片的提問(wèn)。傳統(tǒng)方法要么是隨機(jī)丟棄照片,要么是需要朋友提前告訴你他們想看什么類型的照片,這顯然都不夠靈活。
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的InfiniPot-V框架就像一個(gè)聰明的照片管理助手,它能在不知道用戶會(huì)問(wèn)什么問(wèn)題的情況下,智能地決定保留哪些"記憶",丟棄哪些冗余信息。這個(gè)系統(tǒng)的巧妙之處在于,它采用了兩種互補(bǔ)的策略來(lái)壓縮存儲(chǔ)空間。
一、時(shí)間軸冗余消除:如何識(shí)別重復(fù)的畫(huà)面內(nèi)容
當(dāng)我們觀看視頻時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況:畫(huà)面中的背景幾乎沒(méi)有變化,只有前景中的人物在移動(dòng)。比如在一個(gè)固定機(jī)位拍攝的對(duì)話場(chǎng)景中,房間的墻壁、桌子、窗戶這些背景元素在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都保持不變。InfiniPot-V的第一個(gè)聰明之處就是能夠識(shí)別這種時(shí)間上的重復(fù)性。
這個(gè)過(guò)程就像一個(gè)細(xì)心的攝影師在整理連拍照片。當(dāng)他發(fā)現(xiàn)連續(xù)幾張照片中的某個(gè)區(qū)域(比如藍(lán)天、靜止的建筑物)完全相同時(shí),就可以只保留一張代表性的照片,而刪除其他重復(fù)的部分。研究團(tuán)隊(duì)將這種技術(shù)稱為"時(shí)間軸冗余"(TaR)消除。
系統(tǒng)的工作原理是將視頻幀分成許多小塊,然后逐一比較這些小塊在時(shí)間上的相似性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)小塊在連續(xù)的多個(gè)幀中幾乎沒(méi)有變化時(shí),系統(tǒng)就會(huì)標(biāo)記這些為"冗余信息"并考慮刪除。但這里有個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì):系統(tǒng)總是完整保留最近的幾幀內(nèi)容,確??焖僮兓蛐鲁霈F(xiàn)的內(nèi)容不會(huì)被誤刪。
這種方法的效果相當(dāng)顯著。在實(shí)際測(cè)試中,系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別出視頻中的靜態(tài)區(qū)域,比如不變的背景、靜止的物體等,同時(shí)完美保留那些包含重要?jiǎng)幼骰蜃兓膮^(qū)域。這就像一個(gè)智能的視頻編輯器,能夠自動(dòng)識(shí)別哪些畫(huà)面是"精彩瞬間",哪些是"重復(fù)內(nèi)容"。
二、語(yǔ)義重要性保留:找出真正有意義的信息
除了消除時(shí)間上的冗余,InfiniPot-V還具備另一項(xiàng)重要能力:識(shí)別哪些內(nèi)容在語(yǔ)義上更加重要。這就像一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的新聞編輯,能夠從大量素材中挑選出最具新聞價(jià)值的片段。
系統(tǒng)使用一種被稱為"值范數(shù)"(VaN)的技術(shù)來(lái)評(píng)估每個(gè)視頻片段的重要性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它通過(guò)分析AI系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)表示來(lái)判斷哪些信息包含更豐富的語(yǔ)義內(nèi)容。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),那些具有較高值范數(shù)的視頻片段通常包含更多有意義的信息,比如人物表情的變化、重要物體的出現(xiàn)、場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換等。
為了驗(yàn)證這種判斷的準(zhǔn)確性,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。他們讓系統(tǒng)分析不同重要性級(jí)別的視頻片段,然后計(jì)算這些片段的信息熵——這是衡量信息豐富程度的一個(gè)指標(biāo)。結(jié)果顯示,系統(tǒng)認(rèn)為重要的片段確實(shí)包含更多的信息量,證明了這種判斷方法的有效性。
更有趣的是,系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)不同的處理層級(jí)采用不同的策略。在處理視頻的早期階段,系統(tǒng)會(huì)使用較大的分析窗口,因?yàn)榇藭r(shí)的信息往往具有較強(qiáng)的空間連續(xù)性;而在后期階段,系統(tǒng)會(huì)使用更精細(xì)的分析方法,因?yàn)榇藭r(shí)的信息已經(jīng)更加抽象和分散。這就像一個(gè)攝影師在不同的拍攝階段調(diào)整鏡頭的焦距和視角,以捕捉最重要的細(xì)節(jié)。
三、智能壓縮策略:在質(zhì)量和效率之間找到平衡
InfiniPot-V最令人印象深刻的特點(diǎn)是它的適應(yīng)性。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到存儲(chǔ)空間即將用完時(shí),它會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)壓縮程序,就像一個(gè)智能的衣櫥管理器,當(dāng)空間不夠時(shí)會(huì)自動(dòng)整理和壓縮內(nèi)容。
這個(gè)壓縮過(guò)程非常巧妙。系統(tǒng)首先會(huì)保留最近的幾幀內(nèi)容,確保最新的信息不會(huì)丟失。然后,它會(huì)根據(jù)時(shí)間冗余性選擇一部分需要保留的歷史內(nèi)容,最后通過(guò)語(yǔ)義重要性分析來(lái)填充剩余的存儲(chǔ)空間。這種兩階段的選擇策略確保了既不會(huì)丟失重要的歷史信息,也不會(huì)錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵的語(yǔ)義內(nèi)容。
整個(gè)壓縮過(guò)程的開(kāi)銷非常小,只增加了0.5%的處理時(shí)間。這意味著用戶幾乎感覺(jué)不到任何延遲,系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻處理和壓縮。就像一個(gè)高效的助理在后臺(tái)默默工作,用戶專注于觀看視頻,而不需要擔(dān)心技術(shù)細(xì)節(jié)。
研究團(tuán)隊(duì)還特別設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前視頻內(nèi)容的特點(diǎn)來(lái)調(diào)整壓縮參數(shù)。比如,對(duì)于動(dòng)作較多的視頻片段,系統(tǒng)會(huì)更加謹(jǐn)慎地進(jìn)行壓縮;而對(duì)于相對(duì)靜態(tài)的內(nèi)容,系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行更積極的壓縮。這種自適應(yīng)能力使得系統(tǒng)能夠在各種不同類型的視頻內(nèi)容上都表現(xiàn)出色。
四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:在真實(shí)場(chǎng)景中的表現(xiàn)如何
為了驗(yàn)證InfiniPot-V的實(shí)際效果,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。他們使用了四種不同的AI模型和六個(gè)不同的視頻理解任務(wù),涵蓋了從3分鐘到2小時(shí)的各種長(zhǎng)度的視頻內(nèi)容。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人印象深刻。在處理50K個(gè)數(shù)據(jù)單元的視頻內(nèi)容時(shí),InfiniPot-V只使用了6K個(gè)單元的存儲(chǔ)空間,相當(dāng)于將存儲(chǔ)需求壓縮到了原來(lái)的12%。更重要的是,這種大幅度的壓縮并沒(méi)有顯著影響系統(tǒng)的理解準(zhǔn)確性。在某些測(cè)試中,壓縮后的系統(tǒng)甚至比使用完整存儲(chǔ)空間的系統(tǒng)表現(xiàn)更好。
在處理效率方面,系統(tǒng)能夠保持每秒14幀的實(shí)時(shí)處理速度,完全滿足日常應(yīng)用的需求。而且,系統(tǒng)的峰值內(nèi)存使用量減少了高達(dá)94%,這意味著原本需要高端服務(wù)器才能處理的任務(wù),現(xiàn)在普通的移動(dòng)設(shè)備也能勝任。
研究團(tuán)隊(duì)還測(cè)試了系統(tǒng)在多輪對(duì)話場(chǎng)景中的表現(xiàn)。傳統(tǒng)的方法通常需要根據(jù)每個(gè)新問(wèn)題重新調(diào)整存儲(chǔ)策略,這不僅效率低下,還可能導(dǎo)致信息丟失。而InfiniPot-V由于采用了與問(wèn)題無(wú)關(guān)的壓縮策略,能夠在整個(gè)對(duì)話過(guò)程中保持一致的高性能表現(xiàn)。
特別值得一提的是,系統(tǒng)在處理流媒體視頻時(shí)的表現(xiàn)。研究團(tuán)隊(duì)使用了兩個(gè)專門的流媒體視頻數(shù)據(jù)集進(jìn)行測(cè)試,模擬了真實(shí)的實(shí)時(shí)視頻處理場(chǎng)景。結(jié)果顯示,InfiniPot-V不僅能夠準(zhǔn)確回答關(guān)于視頻內(nèi)容的問(wèn)題,還能夠處理那些需要綜合分析整個(gè)視頻歷史的復(fù)雜查詢。
五、技術(shù)突破:解決流媒體視頻理解的核心難題
InfiniPot-V的出現(xiàn)解決了流媒體視頻理解領(lǐng)域的一個(gè)根本性問(wèn)題。傳統(tǒng)的視頻理解系統(tǒng)通常假設(shè)能夠事先獲得完整的視頻內(nèi)容和用戶問(wèn)題,然后針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化。但在真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景中,視頻內(nèi)容是實(shí)時(shí)到達(dá)的,用戶的問(wèn)題也是隨機(jī)出現(xiàn)的。
這種差異就像預(yù)先準(zhǔn)備好的演講和即興發(fā)言的區(qū)別。預(yù)先準(zhǔn)備的演講可以經(jīng)過(guò)反復(fù)修改和優(yōu)化,確保每個(gè)細(xì)節(jié)都恰到好處;而即興發(fā)言則需要演講者具備強(qiáng)大的即時(shí)反應(yīng)能力和知識(shí)儲(chǔ)備。InfiniPot-V正是為后一種場(chǎng)景而設(shè)計(jì)的。
系統(tǒng)的另一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新是它的訓(xùn)練免費(fèi)特性。許多現(xiàn)有的視頻理解系統(tǒng)需要針對(duì)特定任務(wù)進(jìn)行專門訓(xùn)練,這不僅耗時(shí)耗力,還限制了系統(tǒng)的通用性。InfiniPot-V則可以直接應(yīng)用于任何預(yù)訓(xùn)練的視頻理解模型,無(wú)需額外的訓(xùn)練過(guò)程。這就像一個(gè)通用的效率提升工具,可以讓任何現(xiàn)有的系統(tǒng)立即獲得更好的性能。
研究團(tuán)隊(duì)還特別關(guān)注了系統(tǒng)的魯棒性。他們測(cè)試了各種極端情況,比如突然的場(chǎng)景切換、大量快速運(yùn)動(dòng)、復(fù)雜的光照變化等。結(jié)果顯示,InfiniPot-V在這些具有挑戰(zhàn)性的場(chǎng)景中仍然能夠保持穩(wěn)定的性能。這種魯棒性對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,因?yàn)檎鎸?shí)世界的視頻內(nèi)容往往比實(shí)驗(yàn)室環(huán)境復(fù)雜得多。
六、實(shí)際應(yīng)用:從實(shí)驗(yàn)室到日常生活
InfiniPot-V的潛在應(yīng)用范圍非常廣泛。最直接的應(yīng)用就是移動(dòng)設(shè)備上的智能視頻分析。用戶可以用手機(jī)拍攝長(zhǎng)時(shí)間的視頻,然后實(shí)時(shí)詢問(wèn)關(guān)于視頻內(nèi)容的問(wèn)題,比如"剛才那個(gè)紅色的車是什么時(shí)候出現(xiàn)的?"或者"這段時(shí)間里一共有幾個(gè)人經(jīng)過(guò)?"
在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域,這項(xiàng)技術(shù)同樣具有重要價(jià)值。AR眼鏡可以連續(xù)分析用戶看到的環(huán)境,并在需要時(shí)提供相關(guān)信息。比如,當(dāng)用戶在博物館參觀時(shí),系統(tǒng)可以記住用戶看過(guò)的所有展品,并在用戶詢問(wèn)時(shí)提供詳細(xì)的介紹或者相關(guān)的歷史背景。
對(duì)于安防監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō),InfiniPot-V能夠大大提高效率。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)通常需要人工查看大量的錄像,而這項(xiàng)技術(shù)可以讓系統(tǒng)自動(dòng)理解監(jiān)控內(nèi)容,并能夠回答諸如"昨天下午有沒(méi)有可疑人員在大門附近逗留?"這樣的具體問(wèn)題。
在教育領(lǐng)域,這項(xiàng)技術(shù)可以用于創(chuàng)建智能的視頻學(xué)習(xí)助手。學(xué)生可以觀看教學(xué)視頻,然后隨時(shí)詢問(wèn)關(guān)于任何知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題。系統(tǒng)不僅能夠定位到相關(guān)的視頻片段,還能夠提供額外的解釋和相關(guān)信息。
對(duì)于內(nèi)容創(chuàng)作者來(lái)說(shuō),InfiniPot-V可以大大簡(jiǎn)化視頻編輯工作。創(chuàng)作者可以拍攝大量的原始素材,然后通過(guò)自然語(yǔ)言描述來(lái)查找特定的片段,比如"找出所有包含笑臉的鏡頭"或者"顯示背景音樂(lè)最激昂的部分"。
七、技術(shù)細(xì)節(jié):深入理解系統(tǒng)的工作機(jī)制
InfiniPot-V的核心算法基于對(duì)視頻內(nèi)容的多層次分析。系統(tǒng)首先將每一幀視頻分解成許多小的圖像塊,然后對(duì)這些圖像塊進(jìn)行特征提取。這個(gè)過(guò)程就像把一幅復(fù)雜的拼圖分解成許多小片,然后分析每個(gè)小片的特征和它們之間的關(guān)系。
在時(shí)間維度上,系統(tǒng)會(huì)計(jì)算相鄰幀之間對(duì)應(yīng)圖像塊的相似性。這種計(jì)算使用了余弦相似度這一數(shù)學(xué)工具,能夠準(zhǔn)確量化兩個(gè)圖像塊的相似程度。當(dāng)相似度超過(guò)某個(gè)閾值時(shí),系統(tǒng)就認(rèn)為這些圖像塊包含冗余信息。
但系統(tǒng)不會(huì)簡(jiǎn)單地刪除所有冗余信息。相反,它采用了一種漸進(jìn)式的保留策略。系統(tǒng)總是完整保留最近的幾幀內(nèi)容,因?yàn)檫@些內(nèi)容最可能包含重要的新信息。對(duì)于較早的幀,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)冗余度進(jìn)行選擇性保留。
在語(yǔ)義重要性評(píng)估方面,系統(tǒng)使用了深度學(xué)習(xí)模型的內(nèi)部表示。具體來(lái)說(shuō),它分析每個(gè)圖像塊在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的"值向量",這些向量包含了豐富的語(yǔ)義信息。通過(guò)計(jì)算這些向量的范數(shù)(可以理解為"強(qiáng)度"),系統(tǒng)能夠判斷哪些內(nèi)容在語(yǔ)義上更加重要。
系統(tǒng)還采用了一種自適應(yīng)的處理策略。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不同層級(jí),圖像特征具有不同的性質(zhì)。在較低的層級(jí),特征通常具有較強(qiáng)的空間局部性;而在較高的層級(jí),特征則更加抽象和全局化。InfiniPot-V會(huì)根據(jù)每個(gè)層級(jí)的特點(diǎn)調(diào)整處理參數(shù),確保在不同層級(jí)都能獲得最佳的壓縮效果。
八、性能優(yōu)化:如何在有限資源下實(shí)現(xiàn)最佳效果
研究團(tuán)隊(duì)在性能優(yōu)化方面下了很大功夫。他們發(fā)現(xiàn),壓縮算法的參數(shù)設(shè)置對(duì)最終效果有顯著影響。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn),他們確定了一組最優(yōu)的參數(shù)配置:時(shí)間冗余消除和語(yǔ)義重要性保留的資源分配比例為0.5:0.5,最近幀保留數(shù)量為總幀數(shù)的12.5%,壓縮比例控制在75%以上。
這些參數(shù)的選擇并非任意的,而是基于對(duì)大量視頻內(nèi)容的統(tǒng)計(jì)分析。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),大多數(shù)視頻內(nèi)容都存在一定程度的時(shí)間冗余,但這種冗余的分布并不均勻。通過(guò)精心調(diào)整參數(shù),系統(tǒng)能夠在保持高準(zhǔn)確性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大程度的壓縮。
在計(jì)算效率方面,系統(tǒng)采用了多項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)。首先是增量式處理,系統(tǒng)不需要每次都重新分析整個(gè)視頻歷史,而是只處理新增的內(nèi)容。其次是并行計(jì)算,時(shí)間冗余分析和語(yǔ)義重要性評(píng)估可以同時(shí)進(jìn)行,大大提高了處理速度。
系統(tǒng)還特別優(yōu)化了內(nèi)存訪問(wèn)模式。傳統(tǒng)的方法往往需要頻繁地讀寫大量數(shù)據(jù),而InfiniPot-V通過(guò)精心設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,將內(nèi)存訪問(wèn)次數(shù)降到最低。這種優(yōu)化在移動(dòng)設(shè)備上特別重要,因?yàn)閮?nèi)存帶寬往往是性能瓶頸。
九、對(duì)比分析:與現(xiàn)有技術(shù)的比較
為了全面評(píng)估InfiniPot-V的性能,研究團(tuán)隊(duì)將其與多種現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)比較。這些比較包括三個(gè)主要類別:幀采樣方法、輸入視覺(jué)壓縮方法和KV緩存壓縮方法。
幀采樣方法是最簡(jiǎn)單直接的壓縮技術(shù),通過(guò)減少處理的視頻幀數(shù)來(lái)降低存儲(chǔ)需求。但這種方法的問(wèn)題是可能會(huì)丟失重要的時(shí)間信息。在測(cè)試中,雖然幀采樣能夠顯著減少存儲(chǔ)需求,但準(zhǔn)確性也相應(yīng)下降。特別是在需要精確時(shí)間信息的任務(wù)中,幀采樣的表現(xiàn)明顯不如InfiniPot-V。
輸入視覺(jué)壓縮方法嘗試在視頻進(jìn)入AI系統(tǒng)之前就進(jìn)行壓縮。這類方法包括空間標(biāo)記壓縮和時(shí)間標(biāo)記合并等技術(shù)。雖然這些方法在某些情況下表現(xiàn)不錯(cuò),但它們通常需要預(yù)先知道用戶的查詢內(nèi)容,在流媒體場(chǎng)景中適用性有限。而且,這些方法的壓縮是不可逆的,一旦信息被丟失就無(wú)法恢復(fù)。
KV緩存壓縮方法是與InfiniPot-V最相似的技術(shù)路線。其中最具代表性的是SnapKV方法,它通過(guò)分析查詢相關(guān)性來(lái)選擇保留的內(nèi)容。但SnapKV的致命弱點(diǎn)是必須知道用戶的具體問(wèn)題才能工作。在研究團(tuán)隊(duì)的測(cè)試中,當(dāng)SnapKV在不知道問(wèn)題的情況下工作時(shí),性能下降非常明顯。
相比之下,InfiniPot-V在所有測(cè)試場(chǎng)景中都表現(xiàn)出色。特別是在多輪對(duì)話測(cè)試中,InfiniPot-V能夠一致地保持高準(zhǔn)確性,而其他方法的性能則隨著對(duì)話輪次的增加而逐漸下降。
十、技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案
開(kāi)發(fā)InfiniPot-V過(guò)程中遇到的最大挑戰(zhàn)是如何在不知道用戶問(wèn)題的情況下判斷信息的重要性。這就像要求一個(gè)圖書(shū)管理員在不知道讀者需求的情況下整理圖書(shū)館,既要保證空間利用率,又要確保讀者能夠找到需要的資料。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入分析AI模型的內(nèi)部工作機(jī)制找到了解決方案。他們發(fā)現(xiàn),即使不知道具體的問(wèn)題,也可以通過(guò)分析模型的內(nèi)部表示來(lái)判斷信息的潛在價(jià)值。這種方法的關(guān)鍵在于利用了深度學(xué)習(xí)模型的一個(gè)重要特性:模型會(huì)自動(dòng)學(xué)習(xí)將重要信息編碼到更強(qiáng)的信號(hào)中。
另一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何處理位置編碼問(wèn)題。在長(zhǎng)時(shí)間的流媒體處理中,視頻長(zhǎng)度可能會(huì)超過(guò)AI模型的最大處理范圍。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)動(dòng)態(tài)重新分配位置索引的方法解決了這個(gè)問(wèn)題,確保系統(tǒng)能夠處理任意長(zhǎng)度的視頻流。
實(shí)時(shí)性要求也是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。壓縮算法必須足夠快,不能影響視頻的正常播放。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)算法優(yōu)化和并行處理技術(shù),將壓縮開(kāi)銷控制在極低的水平。在測(cè)試中,即使是在處理高分辨率視頻時(shí),系統(tǒng)也能保持流暢的實(shí)時(shí)性能。
十一、未來(lái)發(fā)展方向與局限性
雖然InfiniPot-V在當(dāng)前的測(cè)試中表現(xiàn)出色,但研究團(tuán)隊(duì)也誠(chéng)實(shí)地指出了系統(tǒng)的一些局限性。首先,當(dāng)前的系統(tǒng)主要針對(duì)視覺(jué)信息進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)于包含復(fù)雜音頻信息的視頻可能無(wú)法發(fā)揮最佳效果?,F(xiàn)實(shí)中的多媒體內(nèi)容往往包含視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、文本等多種信息類型,未來(lái)的系統(tǒng)需要能夠統(tǒng)一處理這些不同類型的信息。
其次,當(dāng)前的壓縮策略相對(duì)固定,無(wú)法根據(jù)不同類型的視頻內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。比如,對(duì)于動(dòng)作電影和紀(jì)錄片,最優(yōu)的壓縮策略可能完全不同。研究團(tuán)隊(duì)正在探索更加智能的自適應(yīng)壓縮算法,能夠根據(jù)內(nèi)容特點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整策略。
在實(shí)際部署方面,系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)優(yōu)仍然需要一定的專業(yè)知識(shí)。雖然研究團(tuán)隊(duì)提供了一組通用的最優(yōu)參數(shù),但在特定應(yīng)用場(chǎng)景中,可能需要進(jìn)一步的微調(diào)才能獲得最佳效果。
對(duì)于未來(lái)的發(fā)展方向,研究團(tuán)隊(duì)提出了幾個(gè)有趣的想法。首先是開(kāi)發(fā)端到端的學(xué)習(xí)方法,讓AI系統(tǒng)能夠?qū)iT為流媒體壓縮場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練。其次是探索更加激進(jìn)的壓縮比例,在保持可接受準(zhǔn)確性的前提下進(jìn)一步減少存儲(chǔ)需求。
另一個(gè)重要的發(fā)展方向是多模態(tài)融合。未來(lái)的系統(tǒng)應(yīng)該能夠同時(shí)處理視頻、音頻、文本等多種信息類型,并在壓縮時(shí)考慮這些不同模態(tài)之間的相關(guān)性。這將使得系統(tǒng)能夠更好地理解復(fù)雜的真實(shí)世界場(chǎng)景。
說(shuō)到底,InfiniPot-V代表了人工智能技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)的重要一步。在過(guò)去,強(qiáng)大的AI能力往往只能在配備大量計(jì)算資源的數(shù)據(jù)中心中實(shí)現(xiàn),普通用戶很難享受到這些技術(shù)帶來(lái)的便利。而InfiniPot-V的出現(xiàn)改變了這種狀況,它讓普通的移動(dòng)設(shè)備也能具備強(qiáng)大的視頻理解能力。
這項(xiàng)技術(shù)的意義不僅在于解決了一個(gè)具體的技術(shù)問(wèn)題,更在于它展示了一種新的思路:通過(guò)巧妙的算法設(shè)計(jì),可以在有限的資源條件下實(shí)現(xiàn)以往只有高端設(shè)備才能提供的功能。這種"用智慧彌補(bǔ)硬件不足"的理念,對(duì)于推動(dòng)AI技術(shù)的普及具有重要意義。
對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用化將帶來(lái)顯著的便利。無(wú)論是用手機(jī)記錄生活片段,還是通過(guò)AR設(shè)備獲取實(shí)時(shí)信息,都將變得更加智能和高效。更重要的是,這種技術(shù)進(jìn)步是漸進(jìn)式的,用戶不需要學(xué)習(xí)復(fù)雜的操作,就能享受到技術(shù)升級(jí)帶來(lái)的好處。
從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看,InfiniPot-V也為其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域提供了有價(jià)值的借鑒。其核心思想——在資源受限的條件下智能地選擇和保留信息——在許多其他應(yīng)用場(chǎng)景中都有潛在價(jià)值,比如自然語(yǔ)言處理、推薦系統(tǒng)、智能交通等。
歸根結(jié)底,這項(xiàng)研究體現(xiàn)了科技發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì):讓先進(jìn)技術(shù)真正服務(wù)于每個(gè)人的日常生活。InfiniPot-V不僅僅是一個(gè)技術(shù)方案,更是讓AI技術(shù)走向大眾化的重要橋梁。有興趣了解更多技術(shù)細(xì)節(jié)的讀者,可以通過(guò)arXiv:2506.15745v1在arXiv.org上查閱完整的研究論文。
Q&A
Q1:InfiniPot-V是什么?它能解決什么問(wèn)題? A:InfiniPot-V是一個(gè)智能視頻壓縮框架,專門為手機(jī)、AR眼鏡等內(nèi)存受限的設(shè)備設(shè)計(jì)。它能讓這些設(shè)備在處理長(zhǎng)視頻時(shí)不會(huì)因?yàn)閮?nèi)存不足而卡頓,同時(shí)保持對(duì)視頻內(nèi)容的準(zhǔn)確理解。就像給小儲(chǔ)藏室配了個(gè)聰明管家,能自動(dòng)整理空間。
Q2:這個(gè)技術(shù)會(huì)不會(huì)影響視頻質(zhì)量或理解準(zhǔn)確性? A:不會(huì)顯著影響。實(shí)驗(yàn)顯示,即使將存儲(chǔ)需求壓縮到原來(lái)的12%,系統(tǒng)的理解準(zhǔn)確性仍然與使用完整存儲(chǔ)空間的系統(tǒng)相當(dāng),在某些情況下甚至更好。關(guān)鍵在于它能智能識(shí)別真正重要的信息。
Q3:普通用戶什么時(shí)候能用上這項(xiàng)技術(shù)? A:目前這項(xiàng)技術(shù)還處于研究階段,但由于它是"訓(xùn)練免費(fèi)"的,可以直接應(yīng)用到現(xiàn)有的AI系統(tǒng)中。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái),手機(jī)廠商和AR設(shè)備制造商就能將這項(xiàng)技術(shù)集成到他們的產(chǎn)品中,讓用戶享受更流暢的視頻AI體驗(yàn)。
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伊利諾伊大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的視覺(jué)語(yǔ)言模型雖然表現(xiàn)出"頓悟時(shí)刻"現(xiàn)象,但這些自我糾錯(cuò)行為并不能實(shí)際提升推理準(zhǔn)確率。研究揭示了AI模型存在"生成-驗(yàn)證差距",即生成答案的能力強(qiáng)于驗(yàn)證答案質(zhì)量的能力,且模型在自我驗(yàn)證時(shí)無(wú)法有效利用視覺(jué)信息,為AI多模態(tài)推理發(fā)展提供了重要啟示。
MIT等頂尖機(jī)構(gòu)聯(lián)合提出SparseLoRA技術(shù),通過(guò)動(dòng)態(tài)稀疏性實(shí)現(xiàn)大語(yǔ)言模型訓(xùn)練加速1.6倍,計(jì)算成本降低2.2倍。該方法使用SVD稀疏性估計(jì)器智能選擇重要計(jì)算部分,在保持模型性能的同時(shí)顯著提升訓(xùn)練效率,已在多個(gè)任務(wù)上驗(yàn)證有效性。