基于预训练文本到视频扩散模型的指代视频目标分割研究

本文探讨了基于预训练文本到视频（Text-to-Video, T2V）扩散模型所生成的视觉表征在视频理解任务中的应用潜力。我们提出假设：从预训练生成式T2V模型中学习到的潜在表示，蕴含丰富的语义信息并具备连贯的时间对应关系，因而天然地有利于视频理解任务的实现。该假设通过经典的指代视频目标分割（Referring Video Object Segmentation, R-VOS）任务得到了验证。为此，我们提出一种新型框架——“VD-IT”，其基于一个固定的预训练T2V模型，并专门设计了若干组件以适配视频理解需求。具体而言，VD-IT将文本信息作为条件输入，确保在时间维度上保持语义一致性，从而实现精确的时序实例匹配；同时，引入图像令牌（image tokens）作为补充的文本输入，进一步丰富特征表达，以生成更加精细且具有层次感的分割掩码。此外，不同于传统方法中采用标准高斯噪声，我们设计了一个额外的噪声预测模块，用于预测特定于视频的噪声，从而有效保留特征保真度，显著提升分割性能。通过大量实验，我们意外发现：固定不动的生成式T2V扩散模型，相较于通常用于视频理解任务的判别式视频骨干网络（如Video Swin Transformer），在预训练阶段通过判别式图像/视频任务进行优化，展现出更强的语义对齐能力与时间一致性保持潜力。在多个现有标准基准测试中，VD-IT取得了极具竞争力的性能表现，超越了众多现有的先进方法。代码已开源，地址为：https://github.com/buxiangzhiren/VD-IT。