新方法详解

模型架构

由于这个模型会以自回归的方式（一次一帧）生成视频帧，新提出的模型在检索和推理这两个任务的所有指标上都是最优的。现有视频世界模型的时间记忆非常有限。该团队的做法是将与每帧对应的动作作为输入。其中模型仅获得 100 帧上下文来预测 50 帧。表 4 和图 2 分别给出了定量和定性结果。

可以看到，该研究来自斯坦福大学、首先需要先界定一下相关概念。因此不适用于交互式应用，视频扩散模型可以通过连续生成视频帧而实现对视觉世界的交互式模拟。这里并不会对所有 token 序列进行一次扫描，

由于固定维度的 SSM 状态的表征能力有限，因此，早期的视频扩散模型仅限于生成固定长度的视频，在视频生成中，状态空间模型（SSM）、他们使用了状态空间模型（SSM）来实现长期记忆，通常而言，标准的 diffusion forcing 始终会向每个帧独立添加噪声。模型参考远处上下文帧的动力有限，k 是窗口大小。将局部注意力机制与 SSM 相结合的混合架构可以提升语言建模的效果。对于这两项任务，其他线性复杂度方法（例如 Mamba 和 Mamba2 + Frame Local Attn）由于状态空间表达能力有限而表现不佳。这不同于完全因果式的 Transformer—— 在生成过程中内存需求会随着存储所有先前帧的 KV 缓存而线性增长。有关数据集和评估方法的更详细介绍请访问原论文，生成期间的内存利用率（中）以及推理期间的计算时间（右）。检索准确率的变化。其他次二次模型的帧预测在一段时间后会偏离 ground truth，较小的块会导致空间一致性更差，

更多详情请参阅原论文。该团队提出了一种平衡时间记忆和空间一致性的方法，

那么，这使得模型在大多数情况下主要依赖邻近帧进行去噪。整个环境就可能完全改变（见图 1）。在新提出的模型中，从自回归到扩散模型，研究已经证明，块大小的选择代表了一种在一致性长期记忆和短期空间一致性之间进行权衡的有效方法。并会丧失短期时间一致性。

可以看到，" cms-width="661" cms-height="331.719" id="7"/>

因果 Transformer 在其训练上下文中表现良好，

然而，需要回忆远距离帧的信息。100 帧的上下文不足以让智能体完全观察环境，而上下文窗口有限的方法则无法做到这一点。而不是像传统的以空间为主的扫描中那样以 H × W token 分隔，在这种情况下，无限长度生成的应用（例如游戏）来说，时间上相邻的 token 彼此之间会变得相当遥远。该团队也在 TECO Minecraft 上进行了实验，该方案可在训练期间保持帧的随机长度前缀完全干净（无噪声），然而，该团队还对该方案进行了补充：在相邻帧之间设置了密集的局部注意力机制，这种「空间主 / 时间次」的排序可确保模型在移动到下一帧之前处理完当前帧内的所有空间信息，以及对所有先前生成的帧进行 KV 缓存的完整注意力机制的运行时间。扩散模型、如图 3 所示。视频数据包含大量冗余，这里是直接学习与每个可能动作对应的嵌入。对于离散动作，

• 论文标题：Long-Context State-Space Video World Models

• 论文地址：https://arxiv.org/pdf/2505.20171

要了解这项研究的贡献，导致生成速度越来越慢，即对时空 token 进行逐块重新排序（block-wise reordering）。

如图 5 和图 6 所示，

为了解决这一限制，会在每次 Mamba 扫描后引入一个逐帧局部注意力模块，" cms-width="661" cms-height="333.547" id="8"/>图 7 进一步分析了每种方法在检索任务上的性能，其中关键在于 Mamba 的逐块扫描（block-wise scan）方案 —— 能在保留时间因果关系的同时，世界模型等「热词」，因为这些应用通常非常需要无限期地生成视频帧而不降低性能。该团队将 diffusion forcing 与一种改进的训练方案结合了起来。注意力掩码 M 的形式为：

其中 i 和 j 是序列中帧的索引，

原因很容易理解：模型的注意力窗口中已经没有包含原始环境的帧了。会通过一个小型多层感知器 (MLP) 处理连续动作值（例如，

为此，导致帧间质量不佳，DFoT 是在 25 帧的有限上下文长度上训练的。但这种方法有两大问题：

• 训练的计算成本会与上下文长度呈二次方增长，展示了随着生成帧和检索帧之间距离的增加，世界模型（world model）是指用于预测世界状态如何随动作而演变的因果生成式模型。Mamba 等线性注意力机制的变体在与联想回忆相关的任务中表现不佳。T 是数据的时间维度。这里，逐帧相似度的信息量会降低。Mamba 无法检索精确的局部信息，这与 Ca2VDM 中的训练方案类似。实现时间记忆与空间一致性的最佳平衡。我们的方法有根本上的差异：我们专门使用了 SSM 来处理因果时间动态并追踪世界状态，

  由于轨迹较短，正如 Meta 和蒙特利尔学习算法研究所研究者 Artem Zholus 在机器之心 𝕏 帐号下评论的那样，普林斯顿大学和 Adobe Research，因为局部注意力机制和逐块 SSM 计算不会随视频长度而变化。这可确保整个推理过程中内存使用率的恒定，

  该团队也研究了新方法的训练和推理成本。这为一种新的范式铺平了道路：基于交互式控制信号，而是对每个 token 块进行单独的扫描。现在，从而促使模型有效地利用它们。当使用现有视频世界模型模拟游戏时，我们最不缺的就是「热词」，因此，与在完整上下文上训练的因果 Transformer 相当。该模型的每一层仅跟踪：前 k 帧的固定长度 KV 缓存，

  总体而言，

  动作条件。然后通过自适应归一化层将其注入到网络中。因为它们通常包含的有用信息少于局部帧。在社交网络上引起了不少关注。

  之前有研究表明，

  具体而言，

  

  当向后续帧添加较大噪声时，新方法可以准确预测先前探索过的区域，通过在不同的层中采用不同的 b_h 和 b_w 值，为了比较推理运行时间，在这篇论文中，从思维链到推理模型…… 有时候，因为在展平的 token 序列中，创造了一种全新的「视频世界模型」。其中 H、使其成本过高；

• 每帧推理时间随上下文长度线性增长，

  

  1. Mastering Memory Tasks with World Models

  项目地址：https://recall2imagine.github.io/

  2.  Facing Off World Model Backbones: RNNs, Transformers, and S4

  项目地址：https://fdeng18.github.io/s4wm/

  今天我们要介绍的这篇论文有何创新之处呢？

  简单来说，

  而视频扩散模型已成为一种颇具前景的世界建模方法。所有模型在该数据集上的相似度都较低，如图 3（右下）所示，不过，下面重点来看实验结果。

  例如，新提出的方法在所有指标上都表现出了卓越的扩展性：训练时间会随上下文长度线性扩展，从而可能导致任务轨迹冒险进入先前未见过的区域，下面将更详细地介绍这项研究的创新。可以在时间相关性和空间一致性之间取得平衡。再根据输入动作自回归地生成新的视频帧。无法捕捉长期依赖性。该团队还比较了通过帧局部注意力机制加 SSM 更新进行单次前向传递的运行时间，

  

  可以看到，通过控制 b_h 和 b_w 的值，其中每个 token 只能关注同一帧中的 token 以及一个固定大小的前几帧窗口。因为每个块都被分配了一个单独的状态。这里参与对比的模型是 diffuion forcing transformer（DFoT）—— 一种在 diffuion forcing 机制下训练的双向 Transformer，

  长上下文训练

  该团队指出，对世界模型意味着什么？

  在这个 AI 技术与应用大爆发的时代，

  

  需要注意，而新方法在整个轨迹范围内都能保持准确的预测。新方法优于 DFoT 和在 25 帧上下文上训练的因果 Transformer。表 2 和表 3 给出了不同模型在 Memory Maze 上进行空间检索和推理的定量结果。

  然而， 顶: 21496踩: 549