
CoF(Chain-of-Frames,帧链)是 DeepMind 推出的视觉推理新概念,类比语言模型领域的链式思维(Chain-of-Thought,CoT) 技术。这一范式赋予视频模型跨时间与空间的推理能力,通过逐帧生成连贯视频序列的方式,解决复杂视觉任务。
以 Veo 3 模型为例,其依托 CoF 技术可高效完成迷宫路径规划、对称性任务填充、简单视觉类比推理等任务。这种能力与语言模型通过符号序列推理解决问题的逻辑异曲同工,核心差异在于 CoF 以视觉帧序列作为推理载体,充分展现了视频生成模型在通用视觉理解领域的巨大潜力。

CoF核心功能:
1、可视化分步视觉推理:
以逐帧生成视频的形式完成分步推理,将抽象的视觉问题求解过程转化为直观的帧序列变化。例如在迷宫任务中,模型可逐帧生成物体的移动路径,清晰呈现从起点到终点的规划逻辑;在对称性任务中,通过逐步填充画面元素完成对称图形的构建。
2、跨时空对象精准操控:
支持对视频中的目标对象进行移动、变形、属性修改等操作,同时严格保障帧间的时空连贯性。操作后的对象运动轨迹、形态变化符合视觉逻辑,不会出现画面断层或对象凭空消失/出现的问题。
3、通用视觉规律深度理解:
帮助视频模型突破特定任务的局限,学习并掌握物理规则、抽象视觉关系及动态场景变化规律,实现通用视觉任务的零样本学习,无需针对单一任务进行大量微调。
4、逻辑自洽的连贯视频生成:
确保生成的视频在时间维度和空间维度均具备高度一致性,输出内容既符合现实世界的物理规律,又满足任务设定的逻辑约束,规避了传统视频生成模型常见的帧间脱节问题。
CoF技术原理:
1、大规模生成模型底座支撑:
CoF 技术的落地依赖于大规模视频生成模型,模型通过海量视频数据的预训练,深度学习视觉内容的时空结构、动态演变规律以及对象间的交互逻辑,为帧链推理奠定基础。
2、提示词与初始帧双驱动引导:
以自然语言提示词明确任务目标,同时输入初始图像作为视频生成的起点帧。提示词帮助模型精准理解任务要求,初始帧则为推理过程提供基础视觉信息,两者结合引导模型生成符合预期的帧序列。
3、类 CoT 的逐帧递进推理机制:
延续链式思维的分步推理核心逻辑,模型每一步仅生成下一帧内容,且新帧的生成完全基于前一帧的视觉状态与任务提示词。这种逐帧递进的方式,让视频生成的过程同时成为视觉问题的求解过程。
4、物理与逻辑双重约束校验:
在帧序列生成过程中,内置物理规则与逻辑一致性校验机制。例如物体的运动轨迹需符合力学规律、对象的形态变化需具备连续性、任务求解的步骤需遵循视觉逻辑,确保生成内容的合理性。
5、多轮迭代优化的反馈机制:
采用“生成-评估-优化”的多轮迭代策略,通过多次生成不同的帧序列方案,筛选出最符合任务要求的结果,进而提升复杂视觉任务的整体成功率。
CoF典型应用场景:
1、迷宫与路径规划:
生成物体在复杂迷宫、障碍场景中的移动视频,逐帧展示路径规划与避障过程,可应用于机器人路径规划算法验证、游戏关卡设计辅助等领域。
2、视觉对称性与图案补全:
针对半幅对称图形、残缺图案等输入,通过逐帧填充完成对称结构或完整图案的生成,适用于工业设计草图补全、艺术创作辅助等场景。
3、物理现象模拟仿真:
精准模拟物体运动、碰撞、浮力、重力等物理现象,生成符合力学规律的可视化视频,可用于物理教学演示、工程仿真模拟等领域。
4、精细化渐进式图像编辑:
将图像编辑任务转化为短时视频生成任务,通过逐帧修改实现背景移除、风格迁移、黑白图像上色等效果,相较于传统图像编辑工具,能更好地保留画面细节与视觉协调性。
5、视觉类比推理任务:
解决视觉领域的类比问题,例如根据“图形 A 到图形 B 的变化规律”,生成“图形 C 对应的变化后图形 D”,通过帧序列呈现类比推理的过程,可应用于智能视觉测评、儿童益智教育等场景。
SigLIP 2:一款基于视觉语言模型PaliGemma的视觉编码器
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