Andersons vinkel
TilfÃļjelse af dialog til virkelige videoer med AI

En ny AI-ramme kan omskrive, fjerne eller tilfÃļje en persons ord i en video uden at skulle optage det hele igen, i et enkelt slut-til-slut-system.
Â
For tre ÃĨr siden ville internettet have vÃĶret chokeret over enhver af de 20-30 AI-video-ÃĶndringsrammer, der offentliggÃļres pÃĨ akademiske portaler hver uge; som det er, er denne populÃĶre forskningsstrÃļm nu blevet sÃĨ produktiv, at den nÃĶsten udgÃļr en ny gren af âAI-Slopâ, og jeg dÃĶkker langt fÃĶrre af disse udgivelser end jeg ville have for to eller tre ÃĨr siden.
En af de nuvÃĶrende udgivelser i denne linje fik dog min opmÃĶrksomhed: Et integreret system, der kan gribe ind i virkelige videooptagelser og indsÃĶtte nyt tale i den eksisterende video (i stedet for at oprette en hel genereret klip fra et ansigt eller en ramme, hvilket er langt mere almindeligt).
I eksemplerne nedenfor, som jeg har redigeret sammen fra en mÃĶngde af samplevideoer, der er tilgÃĶngelige pÃĨ projektets webside, ser vi fÃļrst den virkelige kildeklip, og derefter, under den, det pÃĨtvungne AI-tale i midten af klippet, herunder stemmesyntese og lÃĶbesynkronisering:
Klik for at afspille. Lokal redigering med syning â en af de flere modaliteter, der er tilgÃĶngelige i FacEDiT. Henvis til kildewebside for bedre oplÃļsning. Kilde â https://facedit.github.io/
Dette tilgangsmÃĨde er en af tre, der er udviklet til den nye metode, og den, der interesserer forfatterne (sÃĨvel som mig) mest. Essentielt set udvides klippet ved at bruge en af de midterste rammer som udgangspunkt for ny AI-tolkning, og dens efterfÃļlgende (virkelige) ramme som mÃĨl, som den genererede indsÃĶttede klip skal sigte mod. I de klip, der ses ovenfor, er disse âfrÃļâ og âmÃĨlâ-rammer reprÃĶsenteret ved, at den Ãļverste video standser, mens den ÃĶndrede video nedenfor giver genereret infill.
Forfatterne rammer denne ansigts- og vokal-syntese-tilgang som den fÃļrste fuldt integrerede slut-til-slut-metode for AI-video-ÃĶndringer af denne type, og observerer potentialet for en fuldt udviklet ramme af denne type til TV- og filmproduktion:
âFilminstruktÃļrer og medieproducenter har ofte brug for at revidere bestemte dele af optagede videoer â mÃĨske er et ord blevet udtalt forkert eller er manuskriptet ÃĶndret efter optagelse. For eksempel i den ikoniske scene fra Titanic (1997), hvor Rose siger, âIâll never let go, Jack,â kan instruktÃļren senere beslutte, at det skal vÃĶre âIâll never forget you, Jackâ.
âTraditionelt set krÃĶver sÃĨdanne ÃĶndringer, at hele scenen optages igen, hvilket er dyrt og tidskrÃĶvende. Taleansigts-syntese tilbyder en praktisk alternativ ved at automatisk ÃĶndre ansigtsbevÃĶgelser for at matche den reviderede tale, og eliminerer dermed behovet for genoptagelse.â
Selvom AI-indgreb af denne type kan mÃļde kulturelle eller brancheresistens, kan de ogsÃĨ udgÃļre en ny type funktionalitet i menneskeledede VFX-systemer og vÃĶrktÃļjs-samlinger. I hvert fald er udfordringerne for Ãļjeblikket strengt tekniske.
Ud over at udvide en klip gennem yderligere AI-genereret dialog, kan det nye system ogsÃĨ ÃĶndre eksisterende tale:
Klik for at afspille.Et eksempel pÃĨ ÃĶndring af eksisterende dialog i stedet for at indsÃĶtte yderligere dialog. Henvis til kildewebside for bedre oplÃļsning.
Tilstand af kunsten
Der er for Ãļjeblikket ingen slut-til-slut-systemer, der tilbyder denne type syntese-kapacitet; selvom en voksende mÃĶngde af generative AI-platforme, sÃĨsom Googleâs Veo-serie, kan generere audio, og diverse andre rammer kan oprette deepfaked audio, skal man nu oprette en ret kompliceret pipeline af diverse arkitekturer og tricks for at kunne indgribe i virkeligt footage pÃĨ den mÃĨde, som det nye system â titlen FacEDiT â kan opnÃĨ.
Systemet bruger Diffusion Transformers (DiT) i kombination med Flow Matching til at oprette ansigtsbevÃĶgelser, der er betinget af omgivende (kontekstuelle) bevÃĶgelser og tale-audio-indhold. Systemet udnytter eksisterende populÃĶre pakker, der beskÃĶftiger sig med ansigtsrekonstruktion, herunder LivePortrait (som nylig er overtaget af Kling).
Ud over denne metode har forfatterne, da deres tilgang er den fÃļrste til at integrere disse udfordringer i en enkelt lÃļsning, oprettet en ny benchmark kaldet FacEDiTBench, sammen med flere helt nye evalueringsskalaer, der er egnet til denne meget specifikke opgave.
Det nye arbejde er titlen FacEDiT: Unified Talking Face Editing and Generation via Facial Motion Infilling, og kommer fra fire forskere pÃĨ Koreas Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST) og The University of Texas at Austin.
Metode
FacEDiT er trÃĶnet til at genskabe ansigtsbevÃĶgelser ved at lÃĶre, hvordan man kan udfylde manglende dele af en skuespillers oprindelige prÃĶstation, baseret pÃĨ den omgivende bevÃĶgelse og tale-audio. Som vist i skemaet nedenfor, giver denne proces modellen mulighed for at fungere som en gap-fylder under trÃĶning, og forudsiger ansigtsbevÃĶgelser, der matcher stemmen, samtidig med at den holder sig konsistent med den oprindelige video:

Oversigt over FacEDiT-systemet, der viser, hvordan ansigtsbevÃĶgelse lÃĶres gennem selv-supervised infilling under trÃĶning, guidede af redigeret tale under slutning, og endelig renderet tilbage til video ved at genbruge udseendet af den oprindelige footage, mens kun den mÃĨlrettede bevÃĶgelse erstattes. Kilde
Under slutning stÃļtter den samme arkitektur to forskellige outputs, afhÃĶngigt af, hvor meget af videoen der er maskeret: partielle redigeringer, hvor kun en frase ÃĶndres, og resten forbliver urÃļrt; eller fuld-sÃĶtning-generering, hvor ny bevÃĶgelse syntetiseres helt fra scratch.
Modellen er trÃĶnet via flow matching, som behandler video-redigeringer som en slags vej mellem to versioner af ansigtsbevÃĶgelse.
I stedet for at lÃĶre at gÃĶtte, hvordan en redigeret ansigt skal se ud fra scratch, lÃĶrer flow matching at bevÃĶge sig gradvist og jÃĶvnt mellem en stÃļjende placeholder og den korrekte bevÃĶgelse. For at facilitere dette reprÃĶsenterer systemet ansigtsbevÃĶgelse som en kompakt samling af tal, der er udtrukket fra hver ramme ved hjÃĶlp af en version af den ovennÃĶvnte LivePortrait-system (se skema ovenfor).
Disse bevÃĶgelsesvektorer er designet til at beskrive udtryk og hovedstilling uden at binde identitet, sÃĨdan at taleÃĶndringer kan lokaliseres uden at pÃĨvirke personens overordnede udseende.
FacEDiT TrÃĶning
For at trÃĶne FacEDiT blev hver video-klip delt op i en rÃĶkke af ansigtsbevÃĶgelses-snapshots, og hver ramme parret med den tilsvarende del af audio. TilfÃĶldige dele af bevÃĶgelsesdataene blev herefter skjult, og modellen bedt om at gÃĶtte, hvordan disse manglende bevÃĶgelser skulle se ud, ved at bruge bÃĨde tale og omgivende umaskerede bevÃĶgelser som kontekst.
Fordi de maskerede span og deres positioner varierer fra den ene trÃĶnings-eksempel til den anden, lÃĶrer modellen gradvist, hvordan man kan hÃĨndtere bÃĨde smÃĨ interne redigeringer og lÃĶngere huller, for fuld-sÃĶtning-generering, afhÃĶngigt af, hvor meget information den fÃĨr.
Systemets ovennÃĶvnte Diffusion Transformer lÃĶrer at genskabe maskeret bevÃĶgelse ved at forfine stÃļjende inputs over tid. I stedet for at fÃļre tale og bevÃĶgelse ind i modellen pÃĨ ÃĐn gang, trÃĨdes audioen ind i hver behandlingsblok gennem cross-attention, hvilket hjÃĶlper systemet med at matche lÃĶbesbevÃĶgelser mere prÃĶcist til tale-audioen.
For at bevare realisme over redigeringer er opmÃĶrksomheden biaset mod nÃĶrliggende rammer i stedet for hele tidslinjen, hvilket tvinger modellen til at fokusere pÃĨ lokal kontinuitet og forhindre flimren eller bevÃĶgelses-spring ved kanten af ÃĶndrede regioner. Positionelle indlejring (der fortÃĶller modellen, hvor hver ramme optrÃĶder i sekvensen) hjÃĶlper yderligere med at opretholde naturlig tidsmÃĶssig kontinuitet og kontekst.
Under trÃĶning lÃĶrer systemet at forudsige manglende ansigtsbevÃĶgelse ved at genskabe maskerede span baseret pÃĨ tale og nÃĶrliggende umaskerede bevÃĶgelse. Under slutning genbruges dette samme setup, men med maskerne nu guidede af redigeringer i tale.
NÃĨr et ord eller en frase indsÃĶttes, fjernes eller ÃĶndres, lokaliserer systemet den berÃļrte region, maskerer den og regenererer bevÃĶgelse, der matcher den nye audio. Fuld-sÃĶtning-generering behandles som en specialtilfÃĶlde, hvor hele regionen maskeres og syntetiseres fra scratch.
Data og Tests
Systemets bagben bestÃĨr af 22 lag for Diffusion Transformer, hver med 16 attention heads og feedforward-dimensioner pÃĨ 1024 og 2024px. BevÃĶgelses- og udseendes-egenskaber udtrÃĶkkes ved hjÃĶlp af frosne LivePortrait-komponenter, og tale kodificeres via WavLM og modificeres ved hjÃĶlp af VoiceCraft.
En dedikeret projekteringslag mapper de 786-dimensionale tale-egenskaber ind i DiTâs latente rum, med kun DiT og projekteringsmodulerne trÃĶnet fra scratch.
TrÃĶning blev udfÃļrt under AdamW-optimeringen ved et mÃĨl-lÃĶringsrate pÃĨ 1e-4, i en million trin, pÃĨ to A6000-GPUâer (hver med 48GB VRAM), ved en samlet batch-stÃļrrelse pÃĨ otte.
FacEDiTBench
FacEDiTBench-datasÃĶttet indeholder 250 eksempler, hver med en video-klip af den oprindelige og redigerede tale, samt transkriptionerne for begge. Videoerne kommer fra tre kilder, med 100 klip fra HDTF, 100 fra Hallo3 og 50 fra CelebV-Dub. Hver af dem blev manuelt kontrolleret for at bekrÃĶfte, at bÃĨde audio og video var klare nok til evaluering.
GPT-4o blev brugt til at revidere hver transkription for at oprette grammatiske gyldige redigeringer. Disse reviderede transkriptioner, sammen med den oprindelige tale, blev givet til VoiceCraft for at producere ny audio; og pÃĨ hvert trin blev bÃĨde transkriptionen og den genererede tale manuelt gennemgÃĨet for kvalitet.
Hver prÃļve blev mÃĶrket med redigeringstypen, tidspunktet for ÃĶndringen og lÃĶngden af den ÃĶndrede del, og redigeringer klassificeret som indsÃĶttelser, sletninger eller erstatninger. Antallet af ord, der ÃĶndredes, varierede fra korte redigeringer pÃĨ 1-3 ord, medium-redigeringer pÃĨ 4-6 ord og lÃĶngere redigeringer pÃĨ 7-10 ord.
Tre brugerdefinerede mÃĨlinger blev defineret for at evaluere redigeringens kvalitet. Fotometrisk kontinuitet, for at mÃĨle, hvor godt en redigeret del blander sig med den omgivende video, ved at sammenligne pixel-niveau-forskelle ved grÃĶnserne; bevÃĶgelses-kontinuitet, for at bedÃļmme konsistensen af ansigtsbevÃĶgelse, ved at mÃĨle optisk flow-ÃĶndringer over redigerede og uredigerede rammer; og identitetsbevarelse, for at estimere, om subjektets udseende forbliver konsistent efter redigering, ved at sammenligne ansigts-embeddings fra den oprindelige og den genererede sekvens ved hjÃĶlp af ArcFace-ansigtsgenkendelsesmodellen.
Tests
Testmodellen blev trÃĶnet pÃĨ materiale fra de tre ovennÃĶvnte datasÃĶt, i alt omkring 200 timers videoindhold, herunder vlogs og film, samt hÃļjoplÃļste YouTube-videoer.
For at evaluere taleansigt-redigering blev FacEDiTBench brugt, samt HDTF-test-delen, som er blevet en standard for denne type opgaver.
Da der ikke var direkte sammenlignelige systemer, der kunne omfatte denne type slut-til-slut-funktionalitet, valgte forfatterne en rÃĶkke rammer, der kunne reproducere mindst nogle af de mÃĨl-funktioner, og som kunne fungere som baseline; navnlig KeyFace; EchoMimic; EchoMimicV2; Hallo; Hallo2; Hallo3; V-Express; AniPortrait; og SadTalker.
Flere etablerede mÃĨlinger blev ogsÃĨ brugt for at evaluere genererings- og redigeringens kvalitet, med lÃĶbesynkroniserings-nÃļjagtighed vurderet gennem SyncNet, og bÃĨde den absolutte fejl mellem lÃĶbebevÃĶgelser og audio (LSE-D) og en tillids-score (LSE-C) rapporteret; FrÃĐchet Video Distance (FVD) kvantificerer, hvor realistisk videoen ser ud; og LÃĶrte Perceptuelle LighedsmÃĨl (LPIPS), der mÃĨler perceptuel lighed mellem genererede og originale rammer.
For redigering blev alle mÃĨlinger, undtagen LPIPS, kun anvendt pÃĨ den ÃĶndrede del; for generering blev hele videoen vurderet, med grÃĶnse-kontinuitet ekskluderet.
Hver model blev bedt om at syntetisere en matchende video-sekvens, som herefter blev indssat i den oprindelige klip (forskerne bemÃĶrker, at denne metode ofte introducerede synlige diskontinuiteter, hvor den redigerede del mÃļdte den omgivende footage). En anden tilgang blev ogsÃĨ testet, hvor hele videoen blev regenereret fra den ÃĶndrede audio â men dette overskrev uvilkÃĨrligt uredigerede regioner og lykkedes ikke med at bevare den oprindelige prÃĶstation:

Sammenligning af redigeringens prÃĶstation over systemer, der oprindeligt er designet til taleansigtsgenerering, med FacEDiT, der overgÃĨr alle baseline-systemer over alle mÃĨlinger, og opnÃĨr lavere lÃĶbesynkroniserings-fejl (LSE-D), hÃļjere synkroniserings-tillid (LSE-C), stÃĶrkere identitetsbevarelse (IDSIM), stÃļrre perceptuel realisme (FVD) og glattere overgange over redigerings-grÃĶnser (P-kontinuitet, M-kontinuitet). GrÃĨtonede kolonner fremhÃĶver de vigtigste kriterier for at evaluere grÃĶnse-kvalitet; fed og underliniede vÃĶrdier angiver de bedste og nÃĶstbedste resultater, henholdsvis.
Med hensyn til disse resultater kommenterer forfatterne:
â[Vores] model overgÃĨr eksisterende metoder pÃĨ redigerings-opgaven. Den opnÃĨr stÃĶrk grÃĶnse-kontinuitet og hÃļj identitetsbevarelse, og demonstrerer sin evne til at opretholde tidsmÃĶssig og visuel konsistens under redigering. Derudover viser dens overlegne lÃĶbesynkroniserings-nÃļjagtighed og lav FVD den realisme, der er til stede i den syntetiserede video.â
Klik for at afspille. Resultater, samlet af denne forfatter fra de offentliggjorte videoer pÃĨ projektets webside. Henvis til kildewebside for bedre oplÃļsning.
Yderligere blev en menneske-studie udfÃļrt for at evaluere den opfattede kvalitet over bÃĨde redigering og generering.
For hver sammenligning sÃĨ deltagere seks videoer og rangerede dem efter overordnet kvalitet, hvor de overvejede lÃĶbesynkroniserings-nÃļjagtighed, naturlighed og realisme af hovedbevÃĶgelse. I redigerings-forsÃļg rangerede deltagere ogsÃĨ glatheden af overgange mellem redigerede og uredigerede dele:

Gennemsnitlige rangeringer tildelt af menneskelige evalueringer, hvor lavere er bedre. I bÃĨde redigering og generering vurderede deltagere, hvor naturlig og synkroniseret hver video sÃĨ ud. For redigering vurderede de ogsÃĨ, hvor glat overgangen var mellem redigerede og uredigerede dele. Fed og underliniede tal viser de to bedste resultater.
I studiet blev FacEDiT konsekvent rangeret som nummer ÃĐt af en klar margin, bÃĨde for redigeringskvalitet og overgangs-glatthed, og modtog ogsÃĨ stÃĶrke score i genererings-indstillingen, hvilket antyder, at dens mÃĨlte fordele oversÃĶtter sig til perceptuelt foretrukne outputs.
PÃĨ grund af pladsmangel henviser vi lÃĶseren til kilde-papiret for yderligere detaljer om ablations-studier og andre tests, der blev kÃļrt og rapporteret i det nye arbejde. I virkeligheden kÃĶmper prototypiske forsknings-tilbud af denne type med at generere meningsfulde test-resultat-sektioner, da selve tilbuddet i sig selv er uundgÃĨeligt en potentiel baseline for senere arbejde.
Konklusion
Selv for slutning kan systemer som dette krÃĶve betydelige beregningsressourcer, hvilket gÃļr det svÃĶrt for downstream-brugere â her, formodentlig VFX-butikker â at holde arbejdet pÃĨ stedet. Derfor vil tilgange, der kan tilpasses til realistiske lokale ressourcer, altid vÃĶre at foretrÃĶkke af udbydere, der er under lovpligt til at beskytte kundernes footage og generel IP.
Det betyder ikke, at det nye tilbud skal kritiseres, som meget vel kan fungere perfekt under kvantificerede vÃĶgte eller andre optimeringer, og som er det fÃļrste tilbud af sin art, der har tiltrukket mig tilbage til denne forskningsvej i ganske lang tid.
Â
FÃļrst offentliggjort onsdag, den 17. december 202. Redigeret 20.10 EET, samme dag, for ekstra plads i fÃļrste tekst-afsnit.












