「見えないものを拡大する:この人工知能AIの手法は、3Dで微妙な動きを可視化するためにNeRFを使用します」

このAIは、NeRFを使って微妙な動きを3Dで可視化します

私たちは、身体の微妙な動きから地球の大規模な動きまで、動きに満ちた世界に生きています。しかし、これらの動きの多くは肉眼では見えないほど小さいものです。コンピュータビジョンの技術を使用して、これらの微妙な動きを抽出し、拡大することで、より見やすく理解しやすくすることができます。

最近、ニューラル放射フィールド(NeRF)が3Dシーンの再構築とレンダリングにおける強力なツールとして登場しました。 NeRFは、画像のコレクションから3Dシーンの外観を表現するために訓練することができ、その後、任意の視点からシーンをレンダリングするために使用することができます。

NeRFは、画像のコレクションから3Dシーンの外観を表現します。 NeRFは、3Dポイントから対応する色と輝度へのマッピング関数を学習することによって動作します。この関数は、任意の視点からシーンをレンダリングするために使用することができます。これらのモデルは、複雑な3Dシーンの外観を非常に効果的に表現することが示されています。これらは、物体、シーン、さらには人物のリアルな3Dモデルをレンダリングするために使用されています。 NeRFは、仮想現実、拡張現実、コンピュータグラフィックスの新しいアプリケーションの開発にも使用されています。

3Dシーンの微妙な動きを拡大するためにNeRFの力を利用したらどうでしょうか?これは簡単な課題ではありません。いくつかの課題が存在します。

最初の課題は、微妙な動きを持つシーンの画像のセットを収集することです。これは困難な課題であり、動きは肉眼では感じられないほど小さくなければなりませんが、カメラでキャプチャするには十分に大きくなければなりません。

2番目の課題は、収集した画像からシーンの外観を表現するためにNeRFを訓練することです。これは難しい課題であり、NeRFはシーンの微妙な時間的変動を学習できる必要があります。

3番目の課題は、NeRFのポイント埋め込みにオイラー運動解析を行うことです。これは計算量の多いタスクであり、高次元空間での時間的変動を分析する必要があります。

それでは、これらの課題に賢明に対処する3Dモーションマグニフィケーションについて見てみましょう。

3Dモーションマグニフィケーション。出典:https://arxiv.org/pdf/2308.03757.pdf

3Dモーションマグニフィケーションは、NeRFの力を利用するAIの手法です。 NeRFを使用して、微妙な時間的変動を持つシーンを表現します。 NeRFのレンダリングの上に、オイラー運動解析が適用され、NeRFのポイント埋め込みの時間的変動が増幅されます。これにより、以前は見えなかった微妙な動きが拡大された3Dシーンが表示されます。

この手法にはいくつかの重要なステップがあります。最初のステップはデータ収集とNeRFの訓練です。微妙な動きを持つシーンの画像のセットを収集することから始まります。画像は異なる視点から、さまざまな時間ステップでキャプチャする必要があります。そして、これらの収集した画像を使用して、収集した画像からシーンの外観を表現するために使用するNeRFモデルを訓練します。これは、レンダリングされた画像と正解の画像との間の差を測定する損失関数を最小化するために訓練されます。

提案手法の概要。出典:https://arxiv.org/pdf/2308.03757.pdf

NeRFモデルが準備できたら、次のステップはオイラー運動解析を行うことです。NeRFのポイント埋め込みの時間変動は、オイラー運動解析を使用して増幅されます。これは流体や固体の運動を解析するための数学的なフレームワークです。NeRFのポイント埋め込みなど、任意の時間変動するフィールドの時間変動を抽出するために使用することができます。これらの増幅された時間変動は、シーン内の動きを拡大するために使用されます。これは、増幅されたポイント埋め込みを使用してNeRFからシーンをレンダリングすることによって行われます。

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