ProAR:借助自回归视频模型学习前瞻性推理

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

ProAR 通过非对称注意力掩码将生成锚定在预测的目标帧上,并引入未来表征自对齐,从而将自回归视频生成转变为面向目标的推理过程,在仅使用标准 AR 基线 25% 训练步数的情况下,在基准测试上取得了显著提升。

自回归(AR)视频模型在因果生成方面表现出色,但其对下一时间块预测的依赖使其局限于短视的、反应式的范式。这一局限对推理导向的生成尤为重要——在该场景下,通过合法的中间状态达成目标结果,比局部的视觉合理性更为关键。为解决这一挑战,我们提出了 ProAR(Learning Prospective Reasoning with Autoregressive Video Models),一个将自回归视频生成转变为面向目标的推理过程的新框架。ProAR 引入了两个关键组件:(1)为了将生成锚定到长期结果上,我们通过非对称注意力掩码将目标帧预测整合进自回归循环中,使预测的目标帧能够引导中间状态的生成,同时不被这些中间状态所干扰。(2)为了引导短程的状态转移,我们引入了未来表征自对齐机制,鼓励当前隐藏状态提前预判即将到来的时间动态变化。借助 AR 训练中使用的教师强制(teacher-forcing)方式,我们能够在单次前向传播中提取干净的未来表征,并利用一个轻量级的、仅在训练阶段使用的预测器将当前表征与其对齐。这两个机制协同作用,将显式、稀疏的目标监督与隐式、稠密的逐步引导无缝结合,在适度的计算成本下促进连贯、目标导向的推理进程。实验表明,ProAR 的互补组件在多种视觉推理基准测试上均能一致地提升性能。该框架表现出极高的训练效率,仅使用 25% 的训练步数便超越了完整训练的标准 AR 基线。这一范式在具身推理任务上也展现出了良好的应用前景。
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Source: https://huggingface.co/papers/2610.03664

摘要

自回归(AR)视频模型在因果生成方面表现出色,但它们对下一 chunk 预测的依赖使其局限于一种短视、被动响应式的范式。这一局限对于面向推理的生成任务尤为重要——在这类任务中,通过有效的中间状态实现目标结果,远比局部的视觉合理性更为关键。为解决这一挑战,我们提出 Learning Prospective Reasoning with Autoregressive Video Models(ProAR),一个将自回归视频生成转化为目标导向推理过程的新框架。ProAR 包含两个关键组件:(1)为了将生成锚定在长期目标上,我们通过一个非对称注意力掩码将目标帧预测整合进自回归循环中,使预测出的目标帧能够指导中间状态的生成,而不被中间状态所干扰。(2)为了引导短期的状态转换,我们引入未来表示自对齐机制,鼓励当前隐藏状态去预判即将到来的时间动态变化。借助 AR 训练中的 teacher forcing,我们在单次前向传播中即可提取出干净的未来表示,并使用一个轻量级的、仅在训练阶段使用的预测器将当前表示与之对齐。这两个机制共同将显式、稀疏的目标监督与隐式、密集的逐步引导无缝结合,在适中的计算成本下促进了连贯且目标导向的推理进展。实验表明,ProAR 中这些互补的组件在多种视觉推理基准上均能稳定提升性能。该框架在训练效率方面表现突出,仅使用标准 AR 基线 25% 的训练步数即实现了性能超越。这一范式在具身推理任务上也展现出良好的应用前景。

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