NutWorld

NutWorld – 新加坡國立、南洋理工和Skywork AI推出的視頻處理框架

NutWorld 是新加坡國立大學、南洋理工大學與 Skywork AI 聯(lián)合推出的一種創(chuàng)新視頻處理框架，旨在高效地將日常單目視頻轉化為動態(tài)的 3D 高斯表示（Gaussian Splatting）。該框架基于時空對齊高斯（STAG）表示法，通過單次前饋傳遞實現(xiàn)視頻的時空連貫性，有效克服了傳統(tǒng)方法在復雜與遮擋場景中的限制。NutWorld 結合了深度與光流正則化技術，成功解決了單目視頻中的空間模糊與不確定性問題，支持高保真度的視頻重建，并實時滿足多種下游任務，如新視角合成、視頻編輯、幀插值和一致深度預測等。

NutWorld是什么

NutWorld 是一款前沿的視頻處理框架，由新加坡國立大學、南洋理工大學以及 Skywork AI 合作開發(fā)。它能夠將普通的單目視頻高效轉化為動態(tài)的 3D 高斯表示（Gaussian Splatting），在時空對齊高斯（STAG）表示法的基礎上，通過一次前饋傳遞實現(xiàn)視頻的時空建模。這一創(chuàng)新方法有效解決了傳統(tǒng)視頻處理技術在復雜和遮擋情況下的不足之處，結合深度和光流正則化技術，顯著提升了單目視頻的空間清晰度和準確性。NutWorld 不僅能夠高保真度重建視頻內容，還具備實時處理的能力，支持多種下游應用，如新視圖合成、視頻編輯、幀插值和一致深度預測等。

NutWorld的主要功能

• 高效視頻重建：將日常單目視頻轉換為動態(tài)的 3D 高斯表示，提供高保真度的視頻內容重建。
• 實時處理能力：支持實時視頻處理，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)優(yōu)化方法，提升用戶體驗。
• 多種下游任務支持：
  • 新視圖合成：根據(jù)單目視頻生成新的視角，豐富視覺體驗。
  • 視頻編輯：實現(xiàn)精準的幀級編輯及風格化，滿足視頻創(chuàng)作者的需求。
  • 幀插值：通過生成中間幀提高視頻的幀率，增強觀影體驗。
  • 一致深度預測：提供時空一致的深度估計，提升場景理解能力。
  • 視頻對象分割：通過傳播對象掩碼實現(xiàn)精準目標分割，增強視頻分析能力。
• 時空連貫性：基于結構化的時空對齊高斯（STAG）表示，確保視頻在時間與空間上的一致性，增強觀看體驗。

NutWorld的技術原理

• 時空對齊高斯（STAG）表示：視頻中的每個像素與一個 3D 高斯分布關聯(lián)，通過時空對齊約束這些高斯分布，捕捉時間動態(tài)，確保效果的準確性。
• 前饋網(wǎng)絡架構：采用基于 Transformer 的編碼器-解碼器架構，將輸入視頻幀映射到 STAG 表示，編碼器利用 Transformer 模塊處理輸入幀，以捕捉時空關系，而解碼器則預測靜態(tài)高斯屬性及其變形場，支持高效前饋預測。
• 深度和光流正則化：通過深度正則化和光流正則化的結合，提高深度預測的穩(wěn)健性，確保時間連貫性。
• 基于片段的推理：將長視頻分割為多個重疊片段進行處理，確保在重疊幀中傳播高斯分布，以維持全局時空一致性。

NutWorld的項目地址

• GitHub倉庫：https://github.com/Nut-World/NutWorld/
• arXiv技術論文：https://arxiv.org/pdf/2502.03465

NutWorld的應用場景

• 視頻內容創(chuàng)作與編輯：為視頻創(chuàng)作者提供強大的工具，支持新視圖合成、幀插值和精確的視頻編輯與風格化。
• 增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實：實時重建動態(tài) 3D 場景，提升 AR/VR 應用的場景理解與用戶體驗。
• 自動駕駛與機器人視覺：通過高效重建動態(tài)場景，提供深度和信息，支持自動駕駛的環(huán)境感知與機器人實時建模。
• 游戲開發(fā)：實時生成高質量的 3D 場景，提升互動內容和游戲體驗的流暢性。
• 培訓行業(yè)：在駕駛、飛行等培訓模擬中，提供逼真的動態(tài)場景，以提高培訓效果。

常見問題

NutWorld 是否支持多種視頻格式？
是的，NutWorld 支持多種常見的視頻格式，用戶可以通過框架輕松導入并處理視頻。

使用 NutWorld 需要哪些系統(tǒng)要求？
NutWorld 對系統(tǒng)性能有一定要求，建議使用具備強大圖形處理能力的計算機，以確保流暢的實時處理。

如何獲取 NutWorld 的更新和支持？
用戶可以通過訪問 NutWorld 的 GitHub 倉庫獲取最新的更新和技術支持，也可以查看相關文檔。