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ビデオ生成/拡散蒸留arXiv:2606.25473

Causal-rCM: ストリーミング動画生成と対話型ワールドモデルのための自己回帰拡散蒸留における教師強制と自己強制の統一的オープンレシピ

Causal-rCM: A Unified Teacher-Forcing and Self-Forcing Open Recipe for Autoregressive Diffusion Distillation in Streaming Video Generation and Interactive World Models

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自己回帰ビデオ拡散モデルに対して、拡散蒸留フレームワークrCMを拡張し、教師強制と自己強制の相補性を活用した統一的な蒸留手法Causal-rCMを提案。カスタムマスクFlashAttention-2 JVPカーネルにより連続時間CMを実装し、10倍の収束高速化と最先端のストリーミング動画生成性能を達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 自己回帰ビデオ拡散と因果拡散トランスフォーマーを用いた、リアルタイムストリーミングビデオ生成および行動条件付きインタラクティブワールドモデルのためのフレームワーク。 - 拡散蒸留フレームワークrCMを自己回帰設定に拡張し、teacher-forcing (TF) と self-forcing (SF) を統合したCausal-rCMを提案。 - 合成データのみで訓練し、フレーム単位およびチャンク単位のストリーミングビデオ生成で最先端性能を達成。 - 蒸留された2ステップ因果Wan2.1-1.3BモデルはVBench-T2Vスコア84.63を1または2サンプリングステップで実現。 - Cosmos 3に適用し、行動条件付き生成が可能なインタラクティブワールドモデルを実現。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の拡散蒸留では、consistency models (CMs) と distribution matching distillation (DMD) の補完性が知られていたが、自己回帰設定への適用は未開拓だった。 - 本研究では、teacher-forcing CMがself-forcing DMDの初期化戦略として最良の補完であることを実験的に示した。 - 連続時間CM (sCM/MeanFlow) を自己回帰ビデオ拡散に初めて実装し、離散時間CM (dCM) と比較して10倍高速な収束を達成。 - 統一されたアルゴリズム・インフラのオープンレシピを提供し、スケーラブルな蒸留と因果訓練を可能にした。 - 合成データのみで訓練しながら、フレーム単位およびチャンク単位のストリーミングビデオ生成で最先端性能を達成。

3. 技術・手法の肝は?

- rCMの哲学である順方向と逆方向の発散の補完性を自己回帰設定に拡張。 - teacher-forcing (TF) はオフラインの順方向発散因果訓練パラダイムを提供し、self-forcing (SF) はオンポリシーの逆方向発散リファインメントに対応。 - teacher-forcingベースの連続時間CM (sCM/MeanFlow) を自己回帰ビデオ拡散に実装。 - カスタムマスクFlashAttention-2 JVPカーネルにより、連続時間CMの訓練を可能にし、離散時間CMより10倍高速な収束を実現。 - 統一されたアルゴリズムとインフラストラクチャを提供し、拡散蒸留と因果訓練をスケーラブルに実行。

4. どうやって有効だと検証した?

- 広範な実験を通じて、teacher-forcing CMがself-forcing DMDの初期化戦略として最良の補完であることを示した。 - 連続時間CM (sCM/MeanFlow) の実装により、離散時間CM (dCM) と比較して10倍高速な収束を達成したことを検証。 - 蒸留された2ステップ因果Wan2.1-1.3BモデルがVBench-T2Vスコア84.63を1または2サンプリングステップで達成。 - フレーム単位およびチャンク単位のストリーミングビデオ生成で最先端性能を達成し、合成データのみで訓練したことを確認。 - Cosmos 3に適用し、行動条件付き生成が可能なインタラクティブワールドモデルを実現。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- rCM (拡散蒸留フレームワーク) - consistency models (CMs) - distribution matching distillation (DMD) - sCM/MeanFlow (連続時間CM) - dCM (離散時間CM) - Wan2.1-1.3B - Cosmos 3 - FlashAttention-2

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Kaiwen Zheng, Guande He, Min Zhao, Jintao Zhang, Huayu Chen, Jianfei Chen, Chen-Hsuan Lin, Ming-Yu Liu, Jun Zhu, Qianli Ma

分類: cs.CV, cs.LG

原文アブストラクト

Autoregressive video diffusion with causal diffusion transformers has emerged as a major paradigm for real-time streaming video generation and action-conditioned interactive world models. In this work, we extend rCM, an advanced diffusion distillation framework, to autoregressive video diffusion. The core philosophy of rCM lies in the complementarity between forward and reverse divergences, represented by consistency models (CMs) and distribution matching distillation (DMD), respectively, in diffusion distillation. This philosophy naturally carries over to the autoregressive setting, where teacher-forcing (TF) provides an offline, forward-divergence causal training paradigm, while self-forcing (SF) corresponds to an on-policy, reverse-divergence refinement. Our contributions are: (1) through extensive experiments, we show that teacher-forcing CM is currently the best complement to self-forcing DMD as an initialization strategy (2) we present the first implementation of teacher-forcing-based continuous-time CMs (e.g., sCM/MeanFlow) for autoregressive video diffusion, enabled by our custom-mask FlashAttention-2 JVP kernel, achieving 10$\times$ faster convergence compared to discrete-time CMs (dCMs) (3) we introduce Causal-rCM, a leading, unified, and scalable algorithm-infrastructure open recipe for diffusion distillation and causal training (4) we achieve state-of-the-art streaming video generation performance in both frame-wise and chunk-wise settings, using only synthetic data for training. Notably, our distilled 2-step causal Wan2.1-1.3B model achieves a VBench-T2V score of 84.63 with only 1 or 2 sampling steps. We further apply Causal-rCM to Cosmos 3, an advanced omnimodal world foundation model for physical AI with action-conditioned generation capability, enabling an interactive world model.

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