完整图像只进入目标分支
目标编码器先处理整张图,再取出目标位置对应的特征。上下文编码器只能读取可见部分。完整图像因此可以提供训练目标,却不会作为输入直接泄漏给预测器。
每一站先看上一代留下的问题,再动手试一个例子。重点是理解训练目标如何变化,以及实验究竟验证了什么。
看见杯子在桌上,并不需要先猜准桌布每条纹理。JEPA 把预测目标放在可学习的表征空间,希望在保留信息与容易预测之间找到平衡。
x 与 y 可以是相关的观察。编码器把它们变成 sₓ、sᵧ;预测器根据 sₓ 推断 sᵧ。预测误差在向量之间计算。图中的“位置、支撑”只是解释向量的一种方式,实际特征没有预设字段。
若所有输入都变成同一个向量,预测就很容易,但表征毫无用处。原始提案同时要求保留输入信息、降低预测误差,并限制额外变量 z 的信息容量。原文图 13 ↗
杯子 → [0.8, 0.2, 0.5] 小狗 → [0.1, 0.9, 0.3] 汽车 → [0.4, 0.3, 0.9]
这些示意向量能区分不同输入。点击按钮,看看为什么仅靠匹配误差还不够。
z 可以表达仅凭 x 无法确定的分支,例如车在岔路口向左或向右。它的容量需要受限,否则预测器可以直接从 z 复制答案。H-JEPA 则设想:低层预测短期细节,高层用更粗的状态预测较长时间。这是 2022 年提案中的方向,不代表当时已完成通用规划系统。
原版留下一个实际问题:没有标签,预测的“答案”从哪里来?I-JEPA 让图像自身提供目标,由另一条编码分支产生目标特征。
目标编码器先处理整张图,再取出目标位置对应的特征。上下文编码器只能读取可见部分。完整图像因此可以提供训练目标,却不会作为输入直接泄漏给预测器。
目标分支停止梯度,用上下文编码器权重的指数移动平均(EMA)更新。梯度更新上下文编码器和预测器。这套非对称训练设计与一般 JEPA 提案中的正则化讨论,需要分开理解。
很小的缺口容易靠邻近纹理补全。I-JEPA 使用足够大的目标块,并保留空间上分散、信息充足的上下文,鼓励模型利用物体结构。它减少对手工多视图增强的依赖,但仍使用裁剪与遮挡等训练设计,不能理解为“完全没有数据处理”。
同一个中间画面,可能来自相反的运动过程。视频让训练目标包含时序信息,V-JEPA 将特征预测扩展到被遮挡的时空区域。
可见视频块经编码器处理,预测器推断被遮挡块的特征。目标来自完整视频的目标分支。新增的是时间结构,训练无需生成完整视频画面。
时空遮挡训练可能利用目标前后的可见上下文。它并不天然等价于“只能看过去、预测未来”的因果模型,更没有机器人动作作为条件。
视频特征能做什么,要通过下游评估来检查。运动分类、动作预判、视频问答各自需要不同的读出方式;视频编码器本身不会直接输出这些答案。
论文扩大了视频数据、模型规模、训练周期与输入时空分辨率。预训练仍是视频特征的遮挡预测。规模扩大是这一站的变化,任务标签或语言对齐属于后续阶段。
动作预判是在观察后推测“人可能接下来做什么”。要回答“机器人执行给定动作后会怎样”,还需要把动作与状态转移一起建模。
自监督描述的是表征如何预训练。评估这些表征时,可以用带标签的数据训练读出头;接上语言模型后,还需要视觉指令等对齐训练。因此,不能把“视频预训练无语言监督”扩大为“问答系统训练的全过程没有语言数据”。
给模型当前视觉状态、机器人状态和候选动作,它预测下一步特征。规划器据此比较动作序列,执行第一步,然后重新观察与规划。
2-AC 冻结视频编码器,用带机器人状态与动作的 DROID 轨迹训练新的预测器。这里的“无标签”不等于没有动作记录;动作可由相邻末端状态的变化构造。原文采用因果结构,让下一步特征的预测依赖已经观察的状态和给定动作。
预测可能偏离现实。执行一步后重新观察,可以以实际状态为起点再规划。原文在特征空间比较预测终点与目标图像,用交叉熵方法(CEM)搜索动作序列;上面的简单计算只解释这一控制循环。
视频预训练也可以通过特征迁移帮助控制。JEPA-VLA 用最近两帧提取 V-JEPA 2 特征,与原来的视觉、语言信息融合,动作由 VLA 输出。
用线性层对齐维度,将新特征作为额外 token 加入。论文发现,这种方法适合尚未经过大量机器人操作预训练的基线。
已有机器人预训练时,直接拼接可能扰动原分布。门控融合让原 VLA 的 token 查询新增视频特征,学习何时读取这些信息。手动调 α 只用于解释信息流。
当前状态+候选动作 → 预测后果 → 对照目标 → 选择动作。
视频特征+视觉与语言 → 融合后的 VLA → 输出动作。
这张关系图表示方法上的衔接,不表示每个模型都由上一代权重继续训练。