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N ¨UWA: Visual Synthesis Pre-training for Neural visUal World creAtionChenfei

2022-07-27 10:59:00 【想搞钱的小陈】

NUWA：一种多模态方法，操纵视觉图像。

贡献：

1、一个3D transformer，可以包括文字、图片与视频输入。

2、提出3D Nearby attention(3DNA)。3DNA由空域和时域的局部特征组成。不仅减少了复杂度，同时提高了最后可视化图片的质量。

3、在T2I(text-to-image）,T2V(text-to-video)，Video prediction 等等任务中都达到SOTA结果。并且模型不仅在text-guided image manipulation（文本操控图片）（图一的第一行第四列）展示了很好的zero-shot能力,在text-guide video manipulation（文本操控视频）（图1的第二行第一列）也展示了很不错的能力。

引言：

一些Auto-regressive 自回归模型都基于pixel-by-pixel的方式，所以都有一个缺点：无法处理高维度high-dimensional visual data，只能处理一些低分辨率low-resolution 图片和视频。

最近，VQ-VAE 是一个离散可视token化的方法，可以有效并且在large-scale上训练visual synthesis task.但其有个缺点，就是VQ-VAE把视频和图片分离开，这对训练来说并不友好。

方法：

如何分别标准文本、图像、视频？

1、用一个通用的维度来获得输入 $X \in \mathbb{R}^{h*w*s*d}$ ,其中h和w代表图像的高和宽，s代表多少个token（NLP的词向量的个数），d代表每个token的维度。

2、文本用一个lower-case byte pair encodeing(BPE)将文本嵌入到 $\mathbb{R}^{1*1*s*d}$ 中。文本在h和w方向都没有维度，因此用1表示；

图片的输入 $I \in \mathbb{R}^{h*w*c}$ ,也是需要编码的，公式如下：

E(I) 代表一个encoder，将raw data送入encoder，得到 E(I) ，比较 E(I) 和 $B_{j}$ codebook的距离，其中 $E(I)\in \mathbb R^{h*w*d_{B}}$ , $B\in \mathbb R^{N*d_{B}}$ ,得到离 $B_{j}$ 最近的token，将其离散化，并且利用decoder(G）重构I_hat.这部分就是VQ-VAE，然后通过G和D的不断训练，得到B。最后的 $B[z]\in \mathbb R^{h*w*1*d}$ 用于训练，1代表没有temporal dimensions

3、视频可以被视为图像的时间扩展，最近的作品如VideoGPT[48]和VideoGen[51]将VQ-V AE编码器中的卷积从2D扩展到3D，并训练视频特定的表示。然而，这不能为图像和视频共享一个共同的码本。在本文中，我们展示了简单地使用2D VQ-GAN编码视频的每一帧也可以产生时间一致性的视频，同时受益于图像和视频数据。结果表示为asRh×w×s×d，其中表示帧的数量。