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Quantitative Video World Model Evaluation for Geometric-Consistency

Video World ModelsGeometric ConsistencyBenchmarking3d ReconstructionPhysical Evaluation

PDI-Bench 为生成视频提供了一个衡量三维几何一致性的数值测试。它结合分割、单目三维重建和点跟踪,对尺度-深度对齐、三维运动和物体刚性进行评分。

  • 论文处理的是视频世界模型评估中的一个缺口:画面看起来可信的片段,仍然可能在三维几何上出错,比如尺度漂移、滑移、物体变形或透视关系断裂。
  • 常见指标如 FVD 和基于 CLIP 的评分主要衡量视觉分布或语义匹配,因此可能漏掉物理几何错误。
  • 这个问题重要,因为视频生成器正在被当作隐式世界模型来使用,而世界模型应当随时间保持基本的投影几何和物体结构。
  • 该方法定义了 Perspective Distortion Index(PDI),这是一个对三个残差加权的分数:尺度-深度对齐、三维轨迹一致性和结构刚性。
  • 它先用 Florence-2 和 SAM 2 分离目标物体,再随时间测量物体掩码和像素高度。
  • 它用 MegaSaM 重建深度、相机位姿和世界空间点图,这样就能在三维中而不是屏幕坐标中测量物体运动。
  • 它用 CoTracker3 跟踪物体锚点,把这些二维轨迹提升到三维坐标,并检查两两距离是否保持稳定。
  • 最终的 PDI 权重为:尺度 0.4、轨迹 0.4、刚性 0.2;PDI 越低,几何一致性越好。
  • 该基准包含 28 个文本提示下的 183 个视频:15 个真实 ground-truth 视频和 168 个来自 6 个模型的生成视频,覆盖 5 种场景。
  • ground truth 的表现最好,PDI 为 0.1206,尺度残差 0.0660,轨迹残差 0.1764,刚性残差 0.1182,离群率 0.0%,MathPass 为 86.7%。
  • Seedance 2.0 是整体表现最好的生成模型,PDI 为 0.2422,离群率 0.0%,MathPass 为 89.3%;CogVideoX-3 紧随其后,PDI 为 0.2480,并且在生成模型中轨迹和刚性分数最好,分别为 0.2033 和 0.2065。
  • Veo 3.1、Wan 2.2、Sora 和 HunyuanVideo 的总体得分更差,PDI 分别为 0.4521、0.5595、0.8255 和 0.8825。
  • Sora 和 HunyuanVideo 的尺度误差很大:尺度残差分别为 1.6753 和 1.8469,是 ground truth 尺度残差 0.0660 的 25 倍以上,两者的离群率都是 14.3%。
  • 场景结果显示了具体失败案例:Sora 在曲线运动场景上的 PDI 达到 2.1277,尺度误差为 4.8660;HunyuanVideo 在部分遮挡场景上的 PDI 达到 2.4104,尺度误差为 5.3793。