本文介绍工作由中国人民大学高瓴人工智能学院宋睿华团队、李崇轩、许洪腾与值得买科技 AI 团队共同完成。第一作者王希华是人大高瓴博士生（导师：宋睿华），他的研究兴趣主要在多模态生成，之前提出利用音频布局（audio layout）为视频生成同步声音的TiVA模型，已发表在MM 2024。宋睿华的团队主要研究方向为多模态理解、生成与交互。
想象一下：只需一张静态图片，系统就能自动生成一段「动态的、有声音的」的短视频，画面中的人或物做出自然动作变化的同时，也发出对应的声音——比如小鸡抬头打鸣、手指按下快门并伴随咔嚓声，这正是「图像转有声视频（Image-to-Sounding-Video, I2SV）」的目标。
近日，来自中国人民大学高瓴人工智能学院与值得买科技 AI 团队在 CVPR 2025 会议上发表了一项新工作，首次提出了一种从静态图像直接生成同步音视频内容的生成框架。其核心设计 JointDiT（Joint Diffusion Transformer）框架实现了图像 → 动态视频 + 声音的高质量联合生成。
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论文标题：Animate and Sound an Image
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项目主页：https://anonymoushub4ai.github.io/JointDiT
为什么图像转有声视频是「AI 多模态生成」的新蓝海？
人类对世界的感知本质上是多模态的。视觉与听觉作为最主要的感官通道，通常以协同互补的方式构建起完整的认知体验——枝叶摇曳伴随沙沙风声，浪花飞溅伴随潮汐轰鸣，这些视听融合的场景不仅丰富了感官感受，也承载了我们对物理世界深层次的理解。
尽管近年来生成模型在单一模态的内容合成上已取得长足进展，如生成高保真的视频画面或自然的音频片段，但视觉与听觉这对天然耦合的模态，长期以来却被拆分为两条相对独立的研究路径，缺乏统一的建模机制。
最近，谷歌在其视频生成模型 Veo 3 中引入了同步音频的功能，让视频生成真正迈入「有声时代」，成为行业关注的亮点。与这一趋势不谋而合，本文首次提出并系统定义了图像到有声视频生成（Image-to-Sounding-Video，I2SV）这一新任务：让静态图像「动」起来的同时，生成与之语义匹配、时间同步的音频内容。
虽然当前已有技术能够分别实现从图像生成视频或音频，但将两者「拼接」在一起往往难以自然融合，常见的问题包括语义错位与节奏失调：比如视频中的小狗并未张嘴，却配上了汪汪的叫声；又或是吠叫的动作刚发生，声音却慢半拍甚至不协调。
图像生成有声视频示例：上：图生视频（SVD）+ 图生音频（Im2Wav），下：本工作 JointDiT
因此，如何从一张图片出发，生成同时具备视觉动态性与听觉一致性的完整「视听视频」，成为多模态生成领域亟待突破的关键挑战。
JointDiT：实现图像 → 同步音视频的联合生成
任务定义：这项研究把图像转有声视频任务（I2SV）定义为：以静态图像作为输入条件（并看作输出视频首帧），生成一个语义匹配、时序同步的「视频 + 音频」（有声视频）片段。
解决方案：论文提出了一种全新架构 JointDiT，探讨了如何利用两个强大的单模态预训练扩散模型（一个视频生成器，一个音频生成器），在其上构建统一的联合生成框架实现多模态协同生成。
其主要设计包括：
分解与重组预训练模型，实现联合生成框架
为了构建高效的图像转声音视频模型，JointDiT 采用了「重组 + 协同」的创新思路：首先，作者对预训练的音频和视频扩散模型进行层级解构，将每个模型划分为三大模块：输入层（负责模态嵌入）、专家层（模态内部理解与压缩）、输出层（解码生成）。随后，在两个模态的专家层之间引入联合注意力机制与前向模块，形成核心的「Joint Block」，实现音视频间的深层交互。最终，通过共享 Joint Block、独立输入输出层的设计，JointDiT 在保持模态差异处理能力的同时，实现了真正协同的多模态生成，创新性地实现了从一张图片直接生成同步音视频内容。
引入感知式联合注意力，精准建模跨模态互动
传统的在全序列（音视频序列）上应用自注意力机制（Full Attention）难以处理视频与音频在时间、空间、频率维度上的异构差异。JointDiT 专为此设计了感知式联合注意力机制（Perceiver Joint Attention），使用模态特定的 Query-Key-Value 映射，实现对视频帧与音频序列之间的细粒度互动建模，有效提升同步与语义一致性。
联合引导机制，兼顾条件控制与模态协同
传统的无分类器引导（classifier-free guidance, CFG）技术主要用于强化生成结果对条件的响应，同时抑制低质量输出。但在多模态生成中，单纯的条件对齐并不足以保障音视频之间的深度协同。为此，JointDiT 提出联合无分类器引导（JointCFG）及其增强版 JointCFG*，在保留图像条件引导对齐的同时，强化了模型对跨模态之间交互的关注，进而提升了音视频之间的语义一致性与时间同步性。该策略不仅优化了生成质量，还显著增强了视频的动态表现力。
实验结果如何？高质量、高一致性！
研究团队在三个标准数据集（AVSync15、Landscape 和 GreatestHits）上进行了大量测试，从视频质量、音频质量、同步性和语义一致性四个维度全面评估。
结果显示，JointDiT 在视频质量与音频自然度方面均实现显著提升，FVD、FAD 等核心指标全面优于基于 pipeline 组合的多阶段方法。音视频同步性表现优异，在自动评价指标上与当前最强的音频驱动视频生成模型持平。语义匹配也更为精准，视频画面与声音的「含义」更加契合。
相比之下，诸如 CogVideoX、HunyuanVideo 等文本驱动的大模型，虽然具备强大的生成能力，但由于依赖图片生成文本描述（caption）作为中介，过程中伴随大量视觉信号丢失，导致最终画面和输入图片匹配度（如 FVD、IB-IV 指标）表现不如直接采用图像生成音视频的 JointDiT。事实表明，直接建模图像到音视频的统一路径，能更有效保留原始视觉信息，生成结果更加真实一致。
在用户主观打分测试中，JointDiT 在「视频质量」、「音频质量」、「语义一致性」、「同步性」与「整体效果」五项评分中均排名第一，领先第二名近 20%。
一张图生成动态有声视频，背后竟有这么多玄机？
我们以四个生成案例为例（输入图像均作为视频首帧）：
案例 1：手指演奏画面中是一根手指搭在吹奏的小号上，生成的视频中指头轻微颤动，音频同步响起清脆的拨弦音，仿佛看见了真实演奏。
案例 2：棍击物体输入图像中，一只手正握着棍子对准物体。JointDiT 生成的视频中，棍子精准敲击目标，画面同步传来清脆的敲击声，声音的质感还根据被敲物体的材质发生变化，真实自然，打击感十足。
案例 3：保龄球击瓶静态图中是一颗保龄球朝瓶子方向滚动。生成视频中，保龄球沿轨道前行，撞击瓶子时发出「砰」的撞击声，瓶子倾倒时伴随一连串碰撞与倒地声，整个过程视听同步、节奏自然，细节丰富，极具临场感。
案例 4：闪电雷鸣输入图像为乌云密布的天空。JointDiT 生成的视频中，一道闪电划破长空，紧接着传来低沉有力的雷鸣声，电光与声响之间保留自然的时间延迟，模拟真实物理世界中的视听顺序，带来逼真的沉浸式体验。
结语与展望
JointDiT 的提出，不仅是一次生成技术的突破，更彰显了 AI 向多模态统一建模演进的趋势。它不仅可应用于娱乐内容创作、影视制作等实际场景，也为多模态通用模型乃至「世界模型」的研究提供了新的思路与启发。接下来，研究团队计划将 JointDiT 扩展至图像、文本、音频、视频四模态的联合建模，为构建更通用、更智能的多模态生成系统奠定基础。
未来，或许我们只需一张照片、一段文字，就能完整听到看到它讲述的故事。
如需了解更多技术细节与案例演示，请访问官方 Demo 页，论文、代码和模型将近期公开，敬请期待！
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（文：机器之心）