长视频理解,正在成为多模态大模型的重要能力。
用户开始不再只问 " 视频里有什么 ",而是希望模型能进一步回答:这个事件从什么时候开始?到什么时候结束?这类任务被称为视频时序定位(Video Temporal Grounding, VTG)。
但视频越长,visual tokens 越多,推理成本也越高。
一个直接思路是:剪掉一部分视觉 token。
SemVID 正是围绕这个问题展开。它的核心观点是:相比传统针对 VideoQA 的剪枝,VTG 剪枝不是简单删掉 " 不重要画面 ",而是要保住一条支撑时间定位的 evidence chain。该工作已被 ECCV 2026 会议录用。
VideoQA 剪枝和 VTG 剪枝,根本目标不同
以往很多 token pruning 方法主要服务于 VideoQA。VideoQA 的目标通常是回答 " 视频里有什么 "" 人物在做什么 "" 物体是什么颜色 "。这类问题往往只需要少数关键帧展示相关画面就可能答对。
但 VTG 的目标完全不同。VTG 要定位 " 什么时候开始、什么时候结束 "。模型不仅要看到 query 相关对象,还要看到动作前后的状态变化。
比如查询是 " 一个人从柜子里拿出包 ",模型不仅要看到 " 人 "" 柜子 "" 包 ",还要看到动作发生前后的状态变化:手什么时候伸向柜子,包什么时候被拿出。
如果剪枝方法只保留几个最显著或最相关的画面,模型可能知道事件确实出现过,却无法判断准确边界。
换句话说,VideoQA 剪枝回答的是:哪些画面够回答问题?VTG 剪枝真正要回答的是:哪些证据能支撑时间定位?
这就是 SemVID 与既有方法的根本差异。
SemVID 的核心动机:保住 Evidence Chain
下图展示了 SemVID 的核心 motivation,即 VTG 需要的不只是局部证据,而是一条跨帧连接的证据链。
在 VTG 中,事件往往不是由最显著的某几帧决定的,而是由一系列状态变化共同定义的。
事件边界附近的 token 负责告诉模型 " 变化从这里开始和结束 ",而中间的 relay token 负责连接前后状态。
一旦这些中间节点被剪掉,证据链就会断裂。模型可能仍然看到若干高相关画面,却无法显式地将这些画面关联起来,组成连续推理路径。
结果就是:语义理解还在,时间定位变差。
因此,SemVID 提出两个面向 VTG 的剪枝目标,意于组成支撑定位的证据链:
Evidence Retention:保留与 query 语义高度相关的 token,尤其是事件边界附近的关键证据。
Connectivity Strength:保留跨帧连接,让证据能沿时间传播,而不是变成孤立碎片。
方法:从语义角度分离每个 token 在视频中的角色
围绕证据链,SemVID 设计了一个 training-free token pruning 框架。它不需要重新训练 backbone,只在推理阶段决定保留哪些视觉 token。
整个方法分两步。
先决定每一帧保留多少 token
如果平均分配预算,无关片段会浪费 token;如果只根据 query 相关度,预算又可能集中到少数高相关帧,导致中间帧被剪空,时间链路断裂。
SemVID 因此同时考虑 query 相关度和帧间变化两个信号。
相关帧包含目标事件,而变化帧往往靠近动作转折或事件边界,从而保证预算分配涵盖完整时间轴和证据链。
在每帧内部选择具体 token
如下图所示,SemVID 显式保留三类语义角色不同的 token:Object、Motion 和 Context。
Object token保留与 query 相关的对象证据,负责回答 " 发生了什么 "。
为了防止反复选中同一物体附近的 patch,导致预算被相似的局部区域占满,SemVID 使用 MMR,让选出的 object token 既相关又互补,从而覆盖更完整的对象证据。
Motion token保留动作转折,负责回答 " 什么时候发生变化 "。
SemVID 根据相邻帧之间的局部特征变化选择 motion token,并结合相关度过滤与 query 无关的背景运动。
它们不是普通运动区域,而是连接事件前后状态的 relay node。
Context token保留场景锚点,负责回答 " 证据发生在什么环境中 "。
极端剪枝下,如果只留下对象局部,视频会变成一组碎片化证据。少量 context anchor 可以维持场景连续性,帮助模型把对象和动作放回正确语境中。
实验:SemVID 是否真的保住了证据链?
论文在 Charades-STA 和 ActivityNet-Grounding 上使用 Qwen3-VL 和 Qwen2.5-VL 进行评测。实验验证了 SemVID 是否在强压缩下仍能保持 VTG 所需的边界定位能力。
上图表明在相同 token 预算下,SemVID 在 mIoU、ER 和 CS 上整体优于现有剪枝方法。
尤其在低保留率下,其他方法往往出现明显性能下降;而 SemVID 仍能稳定保持较高 mIoU。这说明 SemVID 的优势不只是 " 压缩 token",而是把有限 token 留在了真正影响时间定位的位置。
其中,mIoU 衡量最终定位精度,ER 衡量关键证据是否被保留,CS 衡量证据是否能跨帧连起来。
可以看到,SemVID 的 mIoU 提升通常伴随 ER 和 CS 的提升,这与团队的核心动机一致:VTG 剪枝不能只保留高相关画面,还必须保留一条可追踪的 evidence chain。
消融实验进一步解释了 SemVID 为什么有效。
去掉 Object Token 后,mIoU 和 ER 下降,说明 query 相关的对象证据是定位基础;去掉 Motion Token 后,mIoU 和 CS 下降最明显,说明动作变化 token 是连接事件前后状态的关键 relay;去掉 Context Token 后,CS 也会下降,说明少量场景锚点能帮助维持时间连续性,避免证据碎片化。
可视化:SemVID 能稳定保留动作相关证据
下图展示了不同剪枝方法的 attention 热力图。
相比 VisionZip 和 FastVID,SemVID 即使在 12.5% 的极低预算下,仍能稳定聚焦在动作发生前后的语义相关区域,例如人物手部、物体和动作交互位置。
总结
SemVID 最重要的启发是,VTG 剪枝不能只保留 " 看起来相关 " 的画面,而要保留能支撑边界定位的证据链。
通过 object/motion/context 三种语义角色,SemVID 能在 training-free 条件下,把有限 token 更准确地分配给对象证据、动作转折和场景锚点,从而实现更稳定的长视频时序定位。
当然,SemVID 也还有进一步改进空间。当前 motion token 主要依赖帧间特征变化来刻画运动,在镜头移动、背景剧烈变化或遮挡较多的场景中,仍可能受到干扰。
论文标题:Keeping the Evidence Chain: Semantic Evidence Allocation for Training-Free Token Pruning in Video Temporal Grounding
论文作者:Jiaqi Li, Shuntian Zheng, Yixian Shen, Jia-Hong Huang, Xiaoman Lu, Minzhe Ni, Yu Guan
作者单位:University of Warwick;University of Amsterdam;Amazon AGI
论文地址:https://arxiv.org/abs/2603.05663
代码地址:https://github.com/JiaqiLi404/SemVID
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