TL;DR
단일 모델이 텍스트·오디오·비디오를 입력과 출력으로 동시에 처리해 모듈 경계에서 발생하는 대기 시간과 동기화 오류를 제거한다. 그 결과 모델 측 응답 약 200ms, 네트워크 포함 총 약 550ms의 서브초(미드 레이턴시) 풀-듀플렉스 상호작용을 달성한다.
왜 중요한가
단일 모델이 텍스트·오디오·비디오를 입력과 출력으로 동시에 처리해 모듈 경계에서 발생하는 대기 시간과 동기화 오류를 제거한다. 그 결과 모델 측 응답 약 200ms, 네트워크 포함 총 약 550ms의 서브초(미드 레이턴시) 풀-듀플렉스 상호작용을 달성한다.
핵심 기여
단일 Transformer로 양방향 멀티모달 입출력 통합
언어, 오디오, 비디오를 입력과 출력 토큰으로 모두 표현해 단일 Transformer에서 인과적 시퀀스로 처리한다. 외부 ASR/VAD/TTS/애니메이션/비디오 생성 모듈에 의존하지 않고 인식·추론·생성·응답 타이밍·턴 관리·교차 모달 동기화를 하나의 모델 내부에서 학습한다.
완전 인과성(multimodal causal) 스택 설계
스트리밍에 맞춘 인과적 오디오·비디오 VAE, 인과적 인코더·디코더, 그리고 블록-인과 어텐션(block-causal attention)을 도입해 각 스트리밍 유닛(예: 160ms)에서 즉시 사용 가능한 잠재와 인과적 컨텍스트를 유지한다.
Flow-Matching 기반 잠재 공동 생성
오디오·비디오 출력은 연속 잠재공간에서 flow-matching 방식으로 생성한다. 노이즈로 섞인 잠재 z_τ를 입력하면 모델 f_θ가 ∂z_τ/∂τ(속도 필드)를 예측하도록 학습해 디노이징을 수행하고, 생성된 깨끗한 잠재를 히스토리에 커밋한다.
Thinker–Performer 저지연 추론 아키텍처
추론 시 계산을 thinker와 performer로 분리해 겹침(overlap)을 최대화한다. thinker는 현재 프레임 인코딩·짧은 token-causal Transformer 경로·디코딩을, performer는 다음 프레임의 잠재 생성(flow-matching solver)을 담당해 모델 측 응답 약 200ms, 전체 상호작용 약 550ms를 달성한다.
저지연을 위한 증류 및 롤링(distillation) 전략
CFG와 다단계 solver를 갖춘 강한 교사로부터 학생을 증류해 solver 단계 수를 줄이면서 오디오·비디오 품질을 보존한다. 롤링 증류(self-forcing + distribution matching)를 통해 학생의 장기 롤아웃 품질 저하를 완화한다.
핵심 아이디어 이해하기
문제 정의 및 기존 한계: 실시간 오디오·비주얼 상호작용은 입력과 출력이 시간상 중첩되는 풀-듀플렉스 특성을 지닌다. 기존 파이프라인 방식은 ASR, LLM, TTS, 애니메이션, 렌더링 등 모듈 경계를 넘나들며 지연과 오차를 누적시키고, 응답 타이밍과 시각적 피드백을 하나의 행동으로 학습하기 어렵다. 또한 서로 다른 모달리티의 토큰율·표현·목표가 달라 동기화가 복잡하다.
방법론
전체 접근: Wan-Streamer는 단일 Transformer에 사용자의 언어(u^t), 오디오(u^a), 비디오(u^v)와 에이전트의 언어(y^t), 오디오(y^a), 비디오(y^v)를 교차(interleaved)된 인과적 시퀀스로 인코딩·예측한다. 모델은 K개의 스트리밍 유닛에 대해 p_θ(y_{1:K}|u_{1:K})=∏k p_θ(y_k^t,y_k^a,y_k^v | u{≤k}^t,u_{≤k}^a,u_{≤k}^v, y_{<k}^t,y_{<k}^a,y_{<k}^v) 형태로 인과적 조건부 분해를 학습해 각 유닛을 생성하고 히스토리에 커밋한다.
관련 Figure

이 그림은 논문의 핵심 설계(단일 Transformer에 의한 인과적 멀티모달 입출력 통합)와 추론 시 thinker와 performer가 서로 다른 역할로 계산을 겹쳐 낮은 레이턴시를 얻는 방식을 시각적으로 연결한다. 특히 스트리밍 유닛(160ms) 단위의 토큰 스케줄링과 KV/latent 교환이 어떻게 파이프라인 겹침을 만들어내는지 보여줘 방법론 이해에 직접적 도움을 준다.
Wan-Streamer의 전체 흐름을 보여주는 다이어그램: 입력(유저 텍스트/오디오/비디오)과 출력(에이전트 텍스트/오디오/비디오)을 interleaved 토큰으로 표현하고 block-causal attention과 thinker–performer 파이프라인을 통해 스트리밍을 수행한다.
주요 결과
메인 런타임/지연 결과: Thinker–Performer 두 GPU 배치에서 모델 측(signal-to-signal) 응답 지연 약 200 ms를 보고했다. 여기에 350 ms 양방향 네트워크 지연을 더하면 원격 사용자 기준 총 상호작용 지연 약 550 ms가 된다. 비디오 출력은 25 FPS로 서빙되며 본문 실험은 예비 192p 출력 해상도로 검증됐다.
기술 상세
아키텍처 개요: 단일 Transformer가 입력·출력 토큰을 interleaved causal sequence로 처리한다. 오디오·비디오 출력은 연속 잠재(z)로 표현되며, 언어 출력은 이산 토큰으로 표현된다. 모델 내부에는 인과적 오디오·비디오 VAE(encoder/decoder), 인과적 멀티모달 인코더, 인과적 멀티모달 디코더, 그리고 block-causal attention이 포함된다. 히스토리는 KV-cache로 유지된다.
한계점
현재 v0.1 결과는 예비 192p 출력 해상도에서 검증됐다. 고해상도(예: HD)로의 스케일업은 본문에서 향후 작업으로 남겨졌다.
실무 활용
실시간 양방향 오디오·비디오 상호작용을 필요로 하는 응용에서 도입 가능성이 높다. 단일 모델로 인식·추론·생성·동기화를 통합하므로 파이프라인 구현 대비 지연과 동기화 오류가 줄어든다.
- 실시간 디지털 휴먼·가상 호스트: 방송·라이브 쇼에서 즉각적 시각·음성 반응이 필요한 캐릭터
- 대화형 원격 협업 에이전트: 영상 회의 중 사용자 행동에 즉시 반응하는 보조자
- 인터랙티브 게임 NPC: 플레이어 행동에 실시간으로 반응하는 멀티모달 에이전트
- 교육용 튜터/시뮬레이터: 학생의 음성·시선·동작을 수신해 동시 반응을 생성하는 시스템
코드 공개 여부: 미확인
키워드
용어 해설
- Block-Causal Attention
- — Transformer 내부에서 입력·출력 토큰을 인과적 블록 단위로 구분해, 동일 블록 내에서는 과거 토큰만 참조하도록 제한하는 어텐션 방식이다. 각 스트리밍 유닛(예: 160ms) 단위로 KV-cache를 유지해 이전 블록의 문맥을 보존하면서 현재 블록의 토큰만 계산하므로 실시간 누적 컨텍스트를 유지하며 N² 연산 폭발을 완화한다.
- Flow-Matching
- — 연속 잠재공간에서 노이즈 변수를 깨끗한 목표 잠재로 되돌리는 속도(velocity) 필드를 학습하는 생성 기법이다. 노이즈 섞인 z_τ를 입력으로 받아 f_θ가 ∂z_τ/∂τ(=ϵ−z0)을 예측하도록 MSE로 학습하면, 디노이징 과정을 통해 오디오·비디오 잠재를 생성한다. 연속적 잠재 생성에 적합해 실시간 latent generation에 활용된다.
- Causal VAE
- — 스트리밍 환경에서 사용하도록 설계된 변분 오토인코더로, 인코딩과 디코딩이 인과성(causality)을 지키도록 구조화된다. 즉, 현재 시점 이전의 정보만 사용해 잠재를 생성·재구성하므로 실시간 인코딩·디코딩 시점에 맞춰 즉시 사용 가능한 잠재 표현을 제공한다.
- KV-Cache
- — Transformer의 키-값(Key-Value) 누적 표현을 저장하는 메모리 구조로, 이전 스트리밍 유닛에서 계산한 attention 키·값을 보존한다. thinker와 performer 사이에 KV 슬라이스를 교환하면 전체 대화·장면 이력을 유지하면서 계산을 중복하지 않아도 된다.
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