视频博客和自拍照是流行的社交媒体格式,通常由广角相机捕获,以显示人类受试者和扩展的背景。遗憾的是,由于透视投影,靠近角落和边缘的面孔表现出明显的扭曲,延伸并挤出面部特征,导致视频质量差。在这项工作中,我们展示了一种视频扭曲算法来纠正这些扭曲。我们的主要思想是在面部地区本地应用立体投影。我们使用空间 - 时间能量最小化配制网眼翘曲问题,并使用线路保存术语最小化背景变形,以维持背景中的直边。为了解决时间一致性,我们通过潜在变量限制了翘曲网格和面部轨迹上的时间平滑度。对于性能评估,我们开发了具有广泛焦距的广角视频数据集。用户学习表明,83.9%的用户更喜欢基于透视投影的其他替代方案的算法。
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我们在一个或多个镜头中介绍FacialFilmroll,一种用于空间和时间一致地编辑面的解决方案。我们建立在未包装马赛克[Rav-Acha等。2008年]通过专门谈谈。我们利用最近的技术适应单眼视频的3D面部模型(i)提高了Edition的Mosaic的质量,并允许从一个拍摄的射击自动转移到同一演员的其他镜头。我们解释了FacialFilmroll如何集成在生产后设施中。最后,我们在高分辨率视频上使用FacialFilmroll提供视频编辑结果。
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快速移动受试者的运动模糊是摄影中的一个长期问题,由于收集效率有限,尤其是在弱光条件下,在手机上非常常见。尽管近年来我们目睹了图像脱毛的巨大进展,但大多数方法都需要显着的计算能力,并且在处理高分辨率照片的情况下具有严重的局部动作。为此,我们根据手机的双摄像头融合技术开发了一种新颖的面部脱毛系统。该系统检测到主题运动以动态启用参考摄像头,例如,最近在高级手机上通常可用的Ultrawide Angle摄像机,并捕获带有更快快门设置的辅助照片。虽然主镜头是低噪音但模糊的,但参考镜头却很锋利,但嘈杂。我们学习ML模型,以对齐和融合这两张镜头,并在没有运动模糊的情况下输出清晰的照片。我们的算法在Google Pixel 6上有效运行,每次拍摄需要463毫秒的开销。我们的实验证明了系统对替代单片,多帧,面部特异性和视频脱张算法以及商业产品的优势和鲁棒性。据我们所知,我们的工作是第一个用于面部运动脱毛的移动解决方案,在各种运动和照明条件下,在数千个图像中可靠地工作。
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以前的深度学习视频稳定器需要大量的配对不稳定和稳定的视频进行培训,这很难收集。另一方面,基于传统的基于轨迹的稳定器将任务分为几个子任务并随后对其进行处理,这些任务在使用手工制作的功能方面无纹理和遮挡的区域脆弱。在本文中,我们试图以一种深刻的无监督学习方式解决视频稳定问题,这借鉴了传统稳定器的分裂和纠纷思想,同时利用DNNS的代表权来应对现实情况下的挑战。从技术上讲,DUT由轨迹估计阶段和轨迹平滑阶段组成。在轨迹估计阶段,我们首先估计按键点的运动,初始化和完善网格的运动,分别通过新型的多摄影估计策略和运动改进网络,并通过临时关联获得基于网格的轨迹。在轨迹平滑阶段,我们设计了一个新颖的网络来预测轨迹平滑的动态平滑核,这可以很好地适应具有不同动态模式的轨迹。我们利用关键点和网格顶点的空间和时间连贯性来制定训练目标,从而导致无监督的培训计划。公共基准测试的实验结果表明,DUT在定性和定量上都优于最先进的方法。源代码可在https://github.com/annbless/dutcode上找到。
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对于场景重建和新型视图综合的数量表示形式的普及最近,人们的普及使重点放在以高视觉质量和实时为实时的体积内容动画上。尽管基于学习功能的隐性变形方法可以产生令人印象深刻的结果,但它们是艺术家和内容创建者的“黑匣子”,但它们需要大量的培训数据才能有意义地概括,并且在培训数据之外不会产生现实的外推。在这项工作中,我们通过引入实时的音量变形方法来解决这些问题,该方法是实时的,易于使用现成的软件编辑,并且可以令人信服地推断出来。为了证明我们方法的多功能性,我们将其应用于两种情况:基于物理的对象变形和触发性,其中使用Blendshapes控制着头像。我们还进行了彻底的实验,表明我们的方法与两种体积方法相比,结合了基于网格变形的隐式变形和方法。
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VirtualCube系统是一个尝试克服传统技术的一些限制的3D视频会议系统。关键的成分是VirtualCube,一种用RGBD摄像机录制的现实世界隔间的抽象表示,用于捕获用户的3D几何和纹理。我们设计VirtualCube,以便数据捕获的任务是标准化和显着简化的,并且所有内容都可以使用现成的硬件构建。我们将VirtualCubes用作虚拟会议环境的基本构建块,我们为每个VirtualCube用户提供一个周围的显示,显示远程参与者的寿命型视频。为了实现远程参与者的实时渲染,我们开发了V-Cube视图算法,它使用多视图立体声进行更精确的深度估计和Lumi-Net渲染,以便更好地渲染质量。 VirtualCube系统正确保留了参与者之间的相互眼睛凝视,使他们能够建立目光接触并意识到谁在视觉上关注它们。该系统还允许参与者与远程参与者具有侧面讨论,就像他们在同一个房间一样。最后,系统揭示了如何支持如何支持工作项的共享空间(例如,文档和应用程序),并跟踪参与者的视觉注意工作项目。
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捕获比窄FOV相机的宽视野(FOV)相机,其捕获更大的场景区域,用于许多应用,包括3D重建,自动驾驶和视频监控。然而,广角图像包含违反针孔摄像机模型底层的假设的扭曲,导致对象失真,估计场景距离,面积和方向困难,以及防止在未造成的图像上使用现成的深层模型。下游计算机视觉任务。图像整流,旨在纠正这些扭曲,可以解决这些问题。本文从转换模型到整流方法的广角图像整流的全面调查进展。具体地,我们首先介绍了不同方法中使用的相机模型的详细描述和讨论。然后,我们总结了几种失真模型,包括径向失真和投影失真。接下来,我们审查了传统的基于几何图像整流方法和基于深度学习的方法,其中前者将失真参数估计作为优化问题,并且后者通过利用深神经网络的力量来将其作为回归问题。我们评估在公共数据集上最先进的方法的性能,并显示虽然两种方法都可以实现良好的结果,但这些方法仅适用于特定的相机型号和失真类型。我们还提供了强大的基线模型,并对合成数据集和真实世界广角图像进行了对不同失真模型的实证研究。最后,我们讨论了几个潜在的研究方向,预计将来进一步推进这一领域。
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隐式辐射功能作为重建和渲染3D场景的照片真实观点的强大场景表示形式出现。但是,这些表示的编辑性差。另一方面,诸如多边形网格之类的显式表示允许易于编辑,但不适合重建动态的人头中的准确细节,例如精细的面部特征,头发,牙齿,牙齿和眼睛。在这项工作中,我们提出了神经参数化(NEP),这是一种混合表示,提供了隐式和显式方法的优势。 NEP能够进行照片真实的渲染,同时允许对场景的几何形状和外观进行细粒度编辑。我们首先通过将3D几何形状参数化为2D纹理空间来解开几何形状和外观。我们通过引入显式线性变形层来启用几何编辑性。变形由一组稀疏的密钥点控制,可以明确和直观地移位以编辑几何形状。对于外观,我们开发了一个混合2D纹理,该纹理由明确的纹理图组成,以易于编辑和隐式视图以及时间相关的残差,以建模时间和视图变化。我们将我们的方法与几个重建和编辑基线进行比较。结果表明,NEP在保持高编辑性的同时达到了几乎相同的渲染精度。
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人的言语通常伴随着包括手臂和手势在内的身体手势。我们提出了一种方法,该方法将与目标语音音频相匹配的手势重新效果。我们方法的关键思想是通过编码剪辑之间的有效过渡的新型视频运动图从参考视频中拆分和重新组装剪辑。为了在重演中无缝连接不同的剪辑,我们提出了一个姿势感知的视频混合网络,该网络综合了两个剪辑之间的缝线框架周围的视频帧。此外,我们开发了一种基于音频的手势搜索算法,以找到重新成型帧的最佳顺序。我们的系统生成的重演与音频节奏和语音内容一致。我们定量,用户研究对综合视频质量进行评估,并证明我们的方法与以前的工作和基线相比,我们的方法与目标音频的质量和一致性更高。
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We present a novel camera path optimization framework for the task of online video stabilization. Typically, a stabilization pipeline consists of three steps: motion estimating, path smoothing, and novel view rendering. Most previous methods concentrate on motion estimation, proposing various global or local motion models. In contrast, path optimization receives relatively less attention, especially in the important online setting, where no future frames are available. In this work, we adopt recent off-the-shelf high-quality deep motion models for the motion estimation to recover the camera trajectory and focus on the latter two steps. Our network takes a short 2D camera path in a sliding window as input and outputs the stabilizing warp field of the last frame in the window, which warps the coming frame to its stabilized position. A hybrid loss is well-defined to constrain the spatial and temporal consistency. In addition, we build a motion dataset that contains stable and unstable motion pairs for the training. Extensive experiments demonstrate that our approach significantly outperforms state-of-the-art online methods both qualitatively and quantitatively and achieves comparable performance to offline methods.
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Recovering the skeletal shape of an animal from a monocular video is a longstanding challenge. Prevailing animal reconstruction methods often adopt a control-point driven animation model and optimize bone transforms individually without considering skeletal topology, yielding unsatisfactory shape and articulation. In contrast, humans can easily infer the articulation structure of an unknown animal by associating it with a seen articulated character in their memory. Inspired by this fact, we present CASA, a novel Category-Agnostic Skeletal Animal reconstruction method consisting of two major components: a video-to-shape retrieval process and a neural inverse graphics framework. During inference, CASA first retrieves an articulated shape from a 3D character assets bank so that the input video scores highly with the rendered image, according to a pretrained language-vision model. CASA then integrates the retrieved character into an inverse graphics framework and jointly infers the shape deformation, skeleton structure, and skinning weights through optimization. Experiments validate the efficacy of CASA regarding shape reconstruction and articulation. We further demonstrate that the resulting skeletal-animated characters can be used for re-animation.
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This paper presents an approach that reconstructs a hand-held object from a monocular video. In contrast to many recent methods that directly predict object geometry by a trained network, the proposed approach does not require any learned prior about the object and is able to recover more accurate and detailed object geometry. The key idea is that the hand motion naturally provides multiple views of the object and the motion can be reliably estimated by a hand pose tracker. Then, the object geometry can be recovered by solving a multi-view reconstruction problem. We devise an implicit neural representation-based method to solve the reconstruction problem and address the issues of imprecise hand pose estimation, relative hand-object motion, and insufficient geometry optimization for small objects. We also provide a newly collected dataset with 3D ground truth to validate the proposed approach.
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综合照片 - 现实图像和视频是计算机图形的核心,并且是几十年的研究焦点。传统上,使用渲染算法(如光栅化或射线跟踪)生成场景的合成图像,其将几何形状和材料属性的表示为输入。统称,这些输入定义了实际场景和呈现的内容,并且被称为场景表示(其中场景由一个或多个对象组成)。示例场景表示是具有附带纹理的三角形网格(例如,由艺术家创建),点云(例如,来自深度传感器),体积网格(例如,来自CT扫描)或隐式曲面函数(例如,截短的符号距离)字段)。使用可分辨率渲染损耗的观察结果的这种场景表示的重建被称为逆图形或反向渲染。神经渲染密切相关,并将思想与经典计算机图形和机器学习中的思想相结合,以创建用于合成来自真实观察图像的图像的算法。神经渲染是朝向合成照片现实图像和视频内容的目标的跨越。近年来,我们通过数百个出版物显示了这一领域的巨大进展,这些出版物显示了将被动组件注入渲染管道的不同方式。这种最先进的神经渲染进步的报告侧重于将经典渲染原则与学习的3D场景表示结合的方法,通常现在被称为神经场景表示。这些方法的一个关键优势在于它们是通过设计的3D-一致,使诸如新颖的视点合成捕获场景的应用。除了处理静态场景的方法外,我们还涵盖了用于建模非刚性变形对象的神经场景表示...
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Image view synthesis has seen great success in reconstructing photorealistic visuals, thanks to deep learning and various novel representations. The next key step in immersive virtual experiences is view synthesis of dynamic scenes. However, several challenges exist due to the lack of high-quality training datasets, and the additional time dimension for videos of dynamic scenes. To address this issue, we introduce a multi-view video dataset, captured with a custom 10-camera rig in 120FPS. The dataset contains 96 high-quality scenes showing various visual effects and human interactions in outdoor scenes. We develop a new algorithm, Deep 3D Mask Volume, which enables temporally-stable view extrapolation from binocular videos of dynamic scenes, captured by static cameras. Our algorithm addresses the temporal inconsistency of disocclusions by identifying the error-prone areas with a 3D mask volume, and replaces them with static background observed throughout the video. Our method enables manipulation in 3D space as opposed to simple 2D masks, We demonstrate better temporal stability than frame-by-frame static view synthesis methods, or those that use 2D masks. The resulting view synthesis videos show minimal flickering artifacts and allow for larger translational movements.
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由于他们越来越多的可负担性,可移植性和360 {\ DEG}视野,全向360 {\ DEG}图像在计算机视觉,机器人和其他领域找到了许多有希望和激动人心的应用。用于存储,处理和可视化360 {\ DEG}图像的最常用格式是互连的投影(ERP)。然而,由360 {\ DEG}图像引入的非线性映射引入到ERP图像的失真仍然是一种屏障,其容纳作为传统透视图像的易于用作易用的屏障。当估计360 {\ DEG}光流时,这尤其相关,因为需要适当地减去失真。在本文中,我们提出了一种基于切线图像的360 {\ DEG}光学流量。我们的方法利用GNOMONIC投影将ERP图像局部转换为透视图像,并且通过投影将ERP图像均匀地对准CUBEMAP和常规ICOSAHEDRON顶点来逐步地进行逐步改进估计的360 {\ DEG}流场。我们的实验表明了我们所提出的方法的益处,这些方法都是定量和定性的。
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最近,我们看到了照片真实的人类建模和渲染的神经进展取得的巨大进展。但是,将它们集成到现有的下游应用程序中的现有网络管道中仍然具有挑战性。在本文中,我们提出了一种全面的神经方法,用于从密集的多视频视频中对人类表演进行高质量重建,压缩和渲染。我们的核心直觉是用一系列高效的神经技术桥接传统的动画网格工作流程。我们首先引入一个神经表面重建器,以在几分钟内进行高质量的表面产生。它与多分辨率哈希编码的截短签名距离场(TSDF)的隐式体积渲染相结合。我们进一步提出了一个混合神经跟踪器来生成动画网格,该网格将明确的非刚性跟踪与自我监督框架中的隐式动态变形结合在一起。前者将粗糙的翘曲返回到规范空间中,而后者隐含的一个隐含物进一步预测了使用4D哈希编码的位移,如我们的重建器中。然后,我们使用获得的动画网格讨论渲染方案,从动态纹理到各种带宽设置下的Lumigraph渲染。为了在质量和带宽之间取得复杂的平衡,我们通过首先渲染6个虚拟视图来涵盖表演者,然后进行闭塞感知的神经纹理融合,提出一个分层解决方案。我们证明了我们方法在各种平台上的各种基于网格的应用程序和照片真实的自由观看体验中的功效,即,通过移动AR插入虚拟人类的表演,或通过移动AR插入真实环境,或带有VR头戴式的人才表演。
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With the advent of Neural Style Transfer (NST), stylizing an image has become quite popular. A convenient way for extending stylization techniques to videos is by applying them on a per-frame basis. However, such per-frame application usually lacks temporal-consistency expressed by undesirable flickering artifacts. Most of the existing approaches for enforcing temporal-consistency suffers from one or more of the following drawbacks. They (1) are only suitable for a limited range of stylization techniques, (2) can only be applied in an offline fashion requiring the complete video as input, (3) cannot provide consistency for the task of stylization, or (4) do not provide interactive consistency-control. Note that existing consistent video-filtering approaches aim to completely remove flickering artifacts and thus do not respect any specific consistency-control aspect. For stylization tasks, however, consistency-control is an essential requirement where a certain amount of flickering can add to the artistic look and feel. Moreover, making this control interactive is paramount from a usability perspective. To achieve the above requirements, we propose an approach that can stylize video streams while providing interactive consistency-control. Apart from stylization, our approach also supports various other image processing filters. For achieving interactive performance, we develop a lite optical-flow network that operates at 80 Frames per second (FPS) on desktop systems with sufficient accuracy. We show that the final consistent video-output using our flow network is comparable to that being obtained using state-of-the-art optical-flow network. Further, we employ an adaptive combination of local and global consistent features and enable interactive selection between the two. By objective and subjective evaluation, we show that our method is superior to state-of-the-art approaches.
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Geometric rectification of images of distorted documents finds wide applications in document digitization and Optical Character Recognition (OCR). Although smoothly curved deformations have been widely investigated by many works, the most challenging distortions, e.g. complex creases and large foldings, have not been studied in particular. The performance of existing approaches, when applied to largely creased or folded documents, is far from satisfying, leaving substantial room for improvement. To tackle this task, knowledge about document rectification should be incorporated into the computation, among which the developability of 3D document models and particular textural features in the images, such as straight lines, are the most essential ones. For this purpose, we propose a general framework of document image rectification in which a computational isometric mapping model is utilized for expressing a 3D document model and its flattening in the plane. Based on this framework, both model developability and textural features are considered in the computation. The experiments and comparisons to the state-of-the-art approaches demonstrated the effectiveness and outstanding performance of the proposed method. Our method is also flexible in that the rectification results can be enhanced by any other methods that extract high-quality feature lines in the images.
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近年来,人类面孔的影子化化身已经走了很长一段路,但是该地区的研究受到缺乏公开可用的高质量数据集的限制。在这项工作中,我们介绍了Multiface,这是一种新的多视图,高分辨率的人脸数据集,该数据集是从13个身份的神经面部渲染研究中收集的13个身份。我们介绍了Mugsy,这是一种大型多摄像机设备,可捕获面部表现的高分辨率同步视频。 Multiface的目的是缩小学术界高质量数据的可访问性的差距,并使VR触觉研究能够进行研究。随着数据集的释放,我们对不同模型体系结构对模型的新观点和表达式的插值能力进行消融研究。通过有条件的VAE模型作为我们的基线,我们发现添加空间偏见,纹理翘曲场和残差连接可改善新型视图合成的性能。我们的代码和数据可在以下网址获得:https://github.com/facebookresearch/multiface
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从数字艺术到AR和VR体验,图像编辑和合成已经变得无处不在。为了生产精美的复合材料,需要对相机进行几何校准,这可能很乏味,需要进行物理校准目标。代替传统的多图像校准过程,我们建议使用深层卷积神经网络直接从单个图像中直接从单个图像中推断摄像机校准参数,例如音高,滚动,视场和镜头失真。我们使用大规模全景数据集中自动生成样品训练该网络,从而在标准L2误差方面产生了竞争精度。但是,我们认为将这种标准误差指标最小化可能不是许多应用程序的最佳选择。在这项工作中,我们研究了人类对几何相机校准中不准确性的敏感性。为此,我们进行了一项大规模的人类感知研究,我们要求参与者以正确和有偏见的摄像机校准参数判断3D对象的现实主义。基于这项研究,我们为摄像机校准开发了一种新的感知度量,并证明我们的深校准网络在标准指标以及这一新型感知度量方面都优于先前基于单像的校准方法。最后,我们演示了将校准网络用于多种应用程序,包括虚拟对象插入,图像检索和合成。可以在https://lvsn.github.io/deepcalib上获得我们方法的演示。
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