NTUの研究者が「高級なビデオ」を発表:テキスト指示による潜在的拡散技術による高画質動画の超解像度化

『NTUの研究者が「高級ビデオ」を発表:テキスト指示による潜在的拡散技術で高画質動画を超解像度化』

ビデオのスーパーレゾリューションは、低解像度のビデオの品質を高い忠実度に引き上げることを目指し、現実世界のシナリオでよく見られる多様で入り組んだ劣化に対処することの困難さに直面しています。合成または特定のカメラ関連の劣化に焦点を当てた以前のものとは異なり、複数の不明な要素(ダウンサンプリング、ノイズ、ぼやけ、ちらつき、およびビデオ圧縮など)により複雑さが生じます。最近のCNNベースのモデルはこれらの問題を緩和するという約束を示してきましたが、限られた生成能力により現実的なテクスチャの生成には不十分であり、過度に滑らかになります。この研究は拡散モデルを活用してこれらの制限に取り組み、ビデオのスーパーレゾリューションを向上させることに焦点を当てています。

現実世界のビデオエンハンスメントの複雑さは、多様な多面的な劣化に対する従来の手法を超える解決策を求めています。CNNベースのモデルはいくつかの劣化形式を軽減する能力を示していますが、その制約は現実的なテクスチャの生成にあり、しばしば過度に滑らかな出力を生み出します。拡散モデルは高品質の画像やビデオを生成する素晴らしい能力を発揮する光明の存在となっています。ただし、拡散サンプリングにおける固有のランダム性のため、ビデオのスーパーレゾリューションへのこれらのモデルの適応は、低レベルのテクスチャにおける時空的な不連続性とちらつきを引き起こす大きな課題となっています。

これらの課題に対処するため、NTUの研究者はこの研究で、潜在的な拡散フレームワーク内で局所的なグローバルの時空的な一貫性戦略を採用しています。局所的なレベルでは、事前学習されたアップスケーリングモデルが追加の時空間レイヤーで微調整され、3D畳み込みと時空間注意レイヤーを統合します。この微調整により、局所的なシーケンスの構造安定性が大幅に向上し、テクスチャのちらつきなどの問題が軽減されます。同時に、新しいフローガイド再帰的な潜在伝播モジュールがグローバルなレベルで動作し、推論中にフレームごとの伝播と潜在的な融合を行うことで、より長いビデオ全体の安定性を確保します。

図1: AI生成と現実世界のビデオのスーパーレゾリューションの比較。提案されたUpscale-A-Videoは優れたアップスケーリング性能を示しています。適切なテクストキューを用いて、より視覚的なリアリズムとより細かいディテールを実現します。

この研究では、テクストプロンプトを導入してテクスチャの作成を誘導し、モデルがより現実的で高品質な詳細を生成することができるようにしています。さらに、入力にノイズを注入することで、モデルの頑健性を重いまたは未知の劣化に対して強化し、復元と生成のバランスを制御することができます。ノイズのレベルが低い場合は復元能力が優先され、高いレベルではより洗練された詳細の生成が促され、忠実度と品質のトレードオフを実現します。

主な貢献は、潜在的な拡散フレームワーク内での現実世界のビデオのスーパーレゾリューションに対する堅牢なアプローチを考案することであり、時空的な一貫性メカニズムとノイズレベルおよびテキストプロンプトの革新的な制御の統合により、ベンチマークでの最先端のパフォーマンスを実現し、顕著な視覚的なリアリズムと時間的な結束力を示しています。

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