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How Video-Native AI Actually Works — The Architecture Behind Gemini Omni
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AI/ML

Space-Time Tokenizer 기반의 Native Video Streaming 아키텍처 구현

How Video-Native AI Actually Works — The Architecture Behind Gemini Omni

Tyson Cung2026년 5월 26일9advanced

Context

기존 AI 모델은 저주기 프레임 샘플링 방식에 의존하여 비디오를 정지 이미지의 집합으로 처리함. 이로 인해 고속 동작 인식 불가 및 프레임 간 상태 추적 실패라는 시간적 추론 한계가 발생함.

Technical Solution

  • Frame-by-Frame 샘플링을 대체하는 Native Video Streaming 구조 설계
  • 16x16 픽셀 공간 정보와 4개 연속 프레임의 시간 정보를 결합한 Space-Time Tokenizer 도입
  • 공간과 시간을 동시에 포괄하는 3D Patch Embedding을 통해 모션 정보를 토큰 레벨에서 직접 인코딩
  • 3D Self-Attention 메커니즘을 적용한 Video Transformer로 시공간적 상관관계 분석
  • Ring Attention 등 분산 전략을 통해 3D Attention의 연산 병목 지점을 최적화
  • 단일 호출로 비디오 분석이 가능한 Multimodal Decoder 구조를 통한 파이프라인 단순화

1. 비디오 처리 시 단순 프레임 추출 대신 시공간 패치(Spatio-temporal Patch) 적용 검토

2. 시간적 선후 관계 추론이 필요한 도메인에서 3D Attention 기반 아키텍처 채택 고려

3. 고해상도 비디오 스트림 처리 시 Ring Attention과 같은 분산 메모리 전략 분석

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