Andersons Blickwinkel

Objekte und Menschen aus Videos mit KI lÃķschen

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AI-generated stylized image depicting a magician robot showing an empty cabinet with a lady's tiara at the bottom. GPT-1.5

Nein, das Kind bleibt nicht im Bild, wenn die KI etwas dagegen unternimmt.

 

Das Entfernen von Menschen und Objekten aus Bildern und Videos ist ein beliebter Teilbereich der Forschung in der VFX-orientierten KI-Literatur, mit einer wachsenden Anzahl von speziellen DatensÃĪtzen und Frameworks, die diese Herausforderung angehen. Der neueste Ansatz, der vom Institute of Big Data der Fudan-UniversitÃĪt in China stammt, ist EffectErase, ein “effektbewusstes” Video-Objekt-Entfernungs-System, das, wie die Autoren behaupten, in Tests deutlich besser abschneidet als der aktuelle Stand der Technik:

Aus Material von der Projekt-Website erstellt, Beispiele fÞr die EffectErase-Methode (Bitte beachten Sie, dass wir einen Link bereitstellen, aber die Quell-Website enthÃĪlt so viele hochauflÃķsende und nicht optimierte Autoplay-Videos, dass sie die StabilitÃĪt Ihres Web-Browsers beeintrÃĪchtigen kann. Das begleitende YouTube-Video ist eine einfachere und vollstÃĪndigere Referenz und ist am Ende des Artikels eingebettet). Quelle

Die neue Arbeit umfasste die Erstellung/Kuration eines semi-neuen Datensatzes, der fast 350 Original-Szenen aus der realen Welt und auch synthetisierte Szenen (unter Verwendung von Ãķffentlichen Repositories*) umfasst, die entweder mit spezieller AusrÞstung aufgenommen oder in einen Workflow integriert wurden, der auf dem Open-Source-Blender-3D-Framework basiert.

Der hybride Video-Objekt-Entfernungs-Datensatz (VOR) bildet die Grundlage fÞr die EffectErase-Anwendung selbst, die auf dem Wan2.1-Video-Generierungssystem aufbaut. Das System definiert auch zwei neue verwandte Benchmarks: VOR-Eval und VOR-Wild – jeweils fÞr Proben mit und ohne Ground-Truth.

(Obwohl die Arbeit eine begleitende Projekt-Website hat, ist sie ziemlich Þberlastet mit mehreren hochauflÃķsenden Videos und schwer zu laden; daher bitte auf die AuszÞge verweisen, die ich in dem eingebetteten Video oben kuratiert habe, wenn Sie die Projekt-Website schwierig zu verwenden finden)

Ein Vergleich der Mengen Þber vergleichbare vorherige DatensÃĪtze, im Hinblick auf das neue Angebot. Quelle - https://arxiv.org/pdf/2603.19224

Ein Vergleich der Mengen Þber vergleichbare vorherige DatensÃĪtze, im Hinblick auf das neue Angebot. Quelle

Die Forscher behaupten, dass ihr Ansatz eine state-of-the-art-Leistung erbringt, sowohl in quantitativen Metriken als auch in qualitativen Ergebnissen, die durch eine menschliche Studie bewertet wurden.

Sie stellen fest, dass vorherige Arbeiten nicht immer in der Lage waren, die Nebeneffekte eines Objekts, wie Schatten und Reflexionen, zu entfernen, und dass ihr Datensatz sorgfÃĪltig erstellt wurde, um diese LÞcke zu schließen:

Beispiele fÞr das Versagen vorheriger AnsÃĪtze, Þber das Objekt hinauszugehen, das fÞr die Entfernung vorgesehen ist, auf sekundÃĪre Indikatoren wie Reflexionen und Schatten.

Beispiele fÞr das Versagen vorheriger AnsÃĪtze, Þber das Objekt hinauszugehen, das fÞr die Entfernung vorgesehen ist, auf sekundÃĪre Indikatoren wie Reflexionen und Schatten.

Die neue Arbeit trÃĪgt den Titel EffectErase: Joint Video Object Removal and Insertion for High-Quality Effect Erasing und stammt von vier Forschern der Fudan-UniversitÃĪt, College of Computer Science and Artificial Intelligence.

Methode

Der hybride VOR-Datensatz wurde so konzipiert, dass er ein breites Spektrum von Szenarien abdeckt, um alle Auswirkungen des Versuchs, eine Person oder ein Objekt aus einem Video zu entfernen, zu berÞcksichtigen:

Paarweise Frames aus dem VOR-Datensatz veranschaulichen, wie die Objektentfernung Þber das sichtbare Objekt hinausgehen muss, um die induzierten Effekte wie Okklusion, Schatten, Lichtverschiebungen, Reflexionen und physische Deformationen zu berÞcksichtigen, wobei jedes Beispiel als Eingabe (Objekt vorhanden) neben dem entsprechenden sauberen Hintergrund nach der Entfernung prÃĪsentiert wird.

Paarweise Frames aus dem VOR-Datensatz veranschaulichen, wie die Objektentfernung Þber das sichtbare Objekt hinausgehen muss, um die induzierten Effekte wie Okklusion, Schatten, Lichtverschiebungen, Reflexionen und physische Deformationen zu berÞcksichtigen, wobei jedes Beispiel als Eingabe (Objekt vorhanden) neben dem entsprechenden sauberen Hintergrund nach der Entfernung prÃĪsentiert wird. FÞr weitere Beispiele siehe das begleitende YouTube-Video, das am Ende des Artikels eingebettet ist.

Die fÞnf reprÃĪsentativen Arten von “StÃķrungen”, die angegangen werden sollen, werden von den Autoren als Okklusion definiert, einschließlich verschiedener Arten von Glas- und Rauchokklusion; Schatten; Licht (z.B. wenn ein Objekt, das entfernt werden soll, Lichtpfade erstellt oder ÃĪndert); Reflexion; und Deformation (z.B. die Spur eines Benutzers auf einem Kissen, die nicht Þberleben sollte, wenn die Person entfernt wird).

Datensatz-Konstruktions-Pipeline fÞr VOR, die Blender-generierte synthetische Szenen mit realen Aufnahmen kombiniert, wobei synthetische Daten aus kuratierten 3D-Umgebungen, Objekten und Kamera-Trajektorien aufgebaut werden und reale Aufnahmen Þber diverse Szenen aufgenommen und mit Ken-Burns-Bewegung ergÃĪnzt werden. SAM2-Segmentierung und manuelle Verfeinerung erzeugen dann ausgerichtete Vordergrund- und Hintergrund-Video-Tripletts mit entsprechenden Masken.

Datensatz-Konstruktions-Pipeline fÞr VOR, die Blender-generierte synthetische Szenen mit realen Aufnahmen kombiniert, wobei synthetische Daten aus kuratierten 3D-Umgebungen, Objekten und Kamera-Trajektorien aufgebaut werden und reale Aufnahmen Þber diverse Szenen aufgenommen und mit Ken-Burns-Bewegung ergÃĪnzt werden. SAM2-Segmentierung und manuelle Verfeinerung erzeugen dann ausgerichtete Vordergrund- und Hintergrund-Video-Tripletts mit entsprechenden Masken.

FÞr die realen Original-Daten verwendeten die Forscher fest installierte Kameras, um “mit” und “ohne” Szenen aufzunehmen, die eine breite Palette von Umgebungen, Tageszeiten und Wetterbedingungen abdecken.

FÞr die synthetisierten Daten wurden multiple Perspektiven gerendert und Mehr-Objekt-Szenarien erstellt, die absichtlich komplexe und herausfordernde Arten von Kamerabewegungen enthielten, wie sie in realen Aufnahmen vorkommen kÃķnnten; und die Forscher bemerken, dass dieser Ansatz komplexer und aufwÃĪndiger ist als der, der fÞr den ansonsten ÃĪhnlichen Remove Objects with Side Effects in Videos (ROSE) Datensatz verwendet wurde.

Um die BewegungsdiversitÃĪt zu erhÃķhen, wurde der Ken-Burns-Effekt auf Kamera-aufgenommene Paare angewendet, wodurch kontrollierte Pans, Zooms und leichte Handbewegungen unter vierzehn vordefinierten Regeln hinzugefÞgt wurden, wobei fÞnf Bewegungsmuster pro Paar sampelten, wÃĪhrend die Cropp-Box innerhalb des ursprÞnglichen Rahmens blieb.

Skalierbarkeit und Vielfalt wurden weiter durch die Kombination von synthetischen Objekten mit mehreren Kamera-Setups erweitert. Masken wurden durch Platzierung von manuellen Punktprompts auf SchlÞsselrahmen, Propagation von Segmentierung mit Segment Anything 2 (SAM2), Reinigung und Verfeinerung der Ergebnisse und Zusammenstellung von validierten Vordergrund-, Hintergrund- und Mask-Tripletts fÞr die Ausbildung erzeugt.

Die endgÞltige Sammlung umfasst 145 Stunden Video Þber 60.000 paarige Videos, reale und synthetische, die 366 Objekt-Klassen in 443 Szenen abdecken.

Das EffectErase-Netzwerk selbst nimmt Material Þber einen Variational Auto-Encoder (VAE†) auf, wobei die latente EntstÃķrung von Wan2.1 gehandhabt wird. Über diesem Backbone arbeitet EffectErase Entfernung-EinfÞgung-Joint-Learning, das beide Aufgaben zusammen auf den gleichen Regionen trainiert; Aufgaben-orientierte Region-FÞhrung (TARG), das Objekt- und Aufgaben-Tokens mit Cross-Attention verwendet, um rÃĪumlich-zeitliche Verbindungen zwischen Objekten und ihren Effekten zu modellieren und Aufgabenumschaltung zu ermÃķglichen; und Effekt-Konsistenz-Verlust, das Effekt-Regionen Þber Entfernung- und EinfÞgungsaufgaben ausrichtet:

Schema fÞr das EffectErase-Framework. WÃĪhrend des Trainings werden paarige Videos in einen gemeinsamen latenten Raum codiert, mit Rauschen fusioniert und von einem Diffusions-Transformer unter Anleitung von aufgaben-orientierter Cross-Attention verarbeitet, wÃĪhrend ein Effekt-Konsistenz-Verlust Entfernung- und EinfÞgungs-Regionen ausrichtet, so dass beide Aufgaben auf die gleiche FlÃĪche fokussieren.

Schema fÞr das EffectErase-Framework. WÃĪhrend des Trainings werden paarige Videos in einen gemeinsamen latenten Raum codiert, mit Rauschen fusioniert und von einem Diffusions-Transformer unter Anleitung von aufgaben-orientierter Cross-Attention verarbeitet, wÃĪhrend ein Effekt-Konsistenz-Verlust Entfernung- und EinfÞgungs-Regionen ausrichtet, so dass beide Aufgaben auf die gleiche FlÃĪche fokussieren.

Sie selbst, die Entfernung- und EinfÞgungsprozesse, werden zusammen trainiert, unter Verwendung eines gemeinsamen Diffusions-Backbones, so dass das Modell lernt, sich auf die gleichen betroffenen Regionen und strukturellen Hinweise zu konzentrieren.

Videos mit Objekten, Hintergrund-Videos und Masken werden zuerst in einen latenten Raum codiert; Rauschen wird dann hinzugefÞgt, um die Diffusions-Schulung zu ermÃķglichen, und das Modell lernt, saubere Darstellungen unter Aufgaben-spezifischer Anleitung wiederherzustellen. Ein leichtes Adapter fusioniert dann die rauschigen Merkmale mit Entfernung- oder EinfÞgungsbedingungen, wodurch beide Aufgaben die Aufsicht teilen kÃķnnen, wÃĪhrend sie weiterhin steuerbar bleiben.

Aufgaben-orientierte Region-FÞhrung erstellt ein aufgaben-spezifisches Signal, indem Sprach-Tokens mit visuellen Merkmalen kombiniert werden, die aus dem Vordergrund-Objekt extrahiert werden, unter Verwendung von CLIP, wobei ein generischer Objekt-Token durch eine Einbettung ersetzt wird, die aus dem tatsÃĪchlichen Bildinhalt abgeleitet wird. Diese fusionierte Darstellung wird in den Backbone durch Cross-Attention injiziert, wodurch das Modell lernt, wie ein Objekt und seine visuellen Effekte im Laufe von Raum und Zeit evolvieren, wÃĪhrend es eine flexible Umschaltung zwischen Entfernung und EinfÞgung ermÃķglicht.

Effekt-Konsistenz-Verlust zwingt Entfernung- und EinfÞgungsprozesse, sich auf die gleichen geÃĪnderten Bereiche zu konzentrieren, da beide Aufgaben mit dem gleichen Objekt und seinen visuellen Effekten zu tun haben. Aufmerksamkeitskarten von jedem Zweig werden dann in weiche Regionen-Karten kombiniert und mit einer Differenz-Karte ausgerichtet, die aus den Objekt- und Hintergrund-Videos berechnet wird, so dass subtile Änderungen wie Beleuchtung und Schatten erhalten bleiben. Dieser zusÃĪtzliche Verlust hilft der EinfÞgung, die Entfernung zu leiten und beide Aufgaben konsistent zu halten.

Daten und Tests

Die Forscher testeten ihren Ansatz gegen verschiedene Inpainting-, Video-Inpainting- und Objekt-Entfernungs-Methoden: OmniPaint; ObjectClear; VACE; DiffuEraser; ProPainter; ROSE; und MiniMax-Remover.

Wan2.1 wurde mit LoRA†† unter Verwendung des VOR-Datensatzes bei einer AuflÃķsung von 832x480px fein abgestimmt. 81 aufeinanderfolgende Frames (die effektive Grenze fÞr WAN, jenseits derer Fehler auftreten) wurden zufÃĪllig fÞr die Schulung ausgewÃĪhlt, die Þber 129.000 Iterationen bei einem Batch-GrÃķße von 8 auf acht H100-GPUs mit jeweils 80 GB VRAM stattfand. Die Lernrate wurde auf 1×102 gesetzt und der LoRA-Rang auf 256.

Die ROSE-Benchmark-Sammlung war die einzige externe Datensammlung, die getestet wurde; die anderen beiden waren VOR-Eval, der VOR-Datensatz-Test-Split; und VOR-Wild, ein Test-Set, das aus 195 realen Videos besteht, die aus dem Internet gesammelt wurden und “dynamische Objekte” enthalten.

Verwendete Metriken waren Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR); Structural Similarity Index (SSIM); Learned Perceptual Image Patch Similarity (LPIPS); und FrÃĐchet Video Distance (FVD). Eine Benutzerstudie von 195 generierten Videos aus VOR-Wild wurde ebenfalls berÞcksichtigt, wobei die durchschnittlichen Bewertungen von 20 Freiwilligen berÞcksichtigt wurden.

ZusÃĪtzlich entwickelten die Autoren QScore, eine Metrik, die das Qwen-VL-Multimodal-Modell nutzt, um die QualitÃĪt des Objekt-entfernten Video-Ausgangs zu bewerten, in Bezug auf verbleibende Artefakte oder verpasste Umgebungs-Entfernungen, wie Schatten und Lichteffekte:

Quantitativer Vergleich auf ROSE- und VOR-Benchmarks, wobei die besten und zweitbesten Ergebnisse in fett und unterstrichen dargestellt werden.

Quantitativer Vergleich auf ROSE- und VOR-Benchmarks, wobei die besten und zweitbesten Ergebnisse in fett und unterstrichen dargestellt werden.

In Bezug auf diese Ergebnisse stellen die Autoren fest:

‘[Aktuelle] Bild-Inpainting-Methoden arbeiten auf einzelnen Frames mit 2D-Modellen ohne zeitliche Modellierung und kÃķnnen daher die zeitliche Konsistenz in Videos nicht aufrechterhalten.

Neuere Video-Inpainting-[Methoden] modellieren die Nebeneffekte von Objekten nicht explizit, was zu unnatÞrlichen Entfernungen fÞhrt. Bestehende Video-Objekt-Entfernungs-[Methoden] haben keine rÃĪumlich-zeitliche Korrelations-Modellierung zwischen dem Objekt und seinen Nebeneffekten und produzieren daher oft Artefakte und Reste der entfernten Objekte.

‘Insgesamt erzielt EffectErase eine state-of-the-art-Leistung Þber alle DatensÃĪtze und Bewertungsmetriken hinweg. Es erhÃĪlt die besten Werte fÞr die Video-QualitÃĪts-Metrik FVD, was eine Þberlegene zeitliche GlÃĪtte und Konsistenz der generierten Videos zeigt.

‘Unsere Methode erzielt auch die hÃķchsten QScore- und Benutzer-Bewertungen, was ihre EffektivitÃĪt bei der Erzeugung visuell Þberzeugender Entfernungs-Ergebnisse weiter unterstreicht.’

FÞr die qualitative Bewertung werden statische Ergebnisse im Paper (hier direkt unten) angeboten, sowie bewegte Ergebnisse, die auf der Projekt-Website und im begleitenden YouTube-Video verfÞgbar sind:

Qualitativer Vergleich auf VOR-Eval Þber Okklusion, Schatten, Beleuchtung, Reflexion und Deformation. Inpainting-Methoden haben Schwierigkeiten, Effekte außerhalb der Maske zu entfernen, wÃĪhrend Entfernungs-Modelle oft sichtbare Artefakte hinterlassen. EffectErase entfernt sowohl das Ziel-Objekt als auch seine zugehÃķrigen Effekte sauberer. Bitte verweisen Sie auf die Quell-VerÃķffentlichung fÞr eine bessere AuflÃķsung und auf die Projekt-Website fÞr Video-Beispiele.

Qualitativer Vergleich auf VOR-Eval Þber Okklusion, Schatten, Beleuchtung, Reflexion und Deformation. Inpainting-Methoden haben Schwierigkeiten, Effekte außerhalb der Maske zu entfernen, wÃĪhrend Entfernungs-Modelle oft sichtbare Artefakte hinterlassen. EffectErase entfernt sowohl das Ziel-Objekt als auch seine zugehÃķrigen Effekte sauberer. Bitte verweisen Sie auf die Quell-VerÃķffentlichung fÞr eine bessere AuflÃķsung und auf die Projekt-Website fÞr Video-Beispiele.

Wir verweisen den Leser auch auf diverse verwandte Beispiele auf der Projekt-Website, die unten vorschauweise gezeigt werden, sowie das offizielle YouTube-Video, das am Ende des Artikels eingebettet ist:

Klicken Sie, um abzuspielen. Ein Vergleichs-Beispiel von der EffectErase-Projekt-Website. Bitte verweisen Sie auf die Website fÞr eine bessere AuflÃķsung (mit den oben genannten Vorbehalten) und fÞr weitere Beispiele.

Die Autoren bemerken:

‘Video-Inpainting-[Methoden] produzieren oft Artefakte in maskierten Regionen und kÃķnnen die Nebeneffekte, die durch die entfernten Objekte verursacht werden, nicht vollstÃĪndig entfernen. FrÞhere Objekt-Entfernungs-AnsÃĪtze, wie [ROSE] und [MinMax-Remover], entfernen Ziel-Objekte gut, haben aber Schwierigkeiten mit Nebeneffekten, insbesondere in Okklusion, Schatten, Beleuchtung, Reflexion und Deformationsszenarien.

‘Im Gegensatz dazu entfernt EffectErase sowohl Ziel-Objekte als auch ihre zugehÃķrigen Effekte effektiv, was zu sauberen, kohÃĪrenten und hochwertigen Ergebnissen fÞhrt.’

In ihrem Abschluss bemerken die Forscher, dass ihre Methode auch fÞr EinfÞgungsaufgaben anstelle von Entfernungen ohne zusÃĪtzliche Schulung angepasst werden kann:

Video-Objekt-EinfÞgungsergebnisse. EffectErase fÞgt Objekte ein, wÃĪhrend es den Hintergrund-Inhalt bewahrt und konsistente objektabhÃĪngige Effekte wie Schatten und Reflexionen Þber Frames hinweg erzeugt.

Video-Objekt-EinfÞgungsergebnisse. EffectErase fÞgt Objekte ein, wÃĪhrend es den Hintergrund-Inhalt bewahrt und konsistente objektabhÃĪngige Effekte wie Schatten und Reflexionen Þber Frames hinweg erzeugt.

Video-Ergebnisse fÞr die EinfÞgungsaufgabe kÃķnnen im (zeitlich spezifischen) YouTube-Video gesehen werden (auch ohne Zeitstempel am Ende des Artikels eingebettet).

Schlussfolgerung

Ein Blick auf ÃĪhnliche Projekte in der Literatur zeigt, dass viele noch hoffen, dass allgemeine VFX-Modelle diese Art von FunktionalitÃĪt letztendlich in ein allgemeines “Werkzeug”-Modell integrieren werden, das fÞr eine Vielzahl von Effekten konzipiert ist, anstatt nur fÞr diese spezifische Aufgabe.

Es scheint jedoch vernÞnftig anzunehmen, dass spezialisierte Systeme wie EffectErase ihre Vorteile gegenÞber allgemeineren AnsÃĪtzen beibehalten werden; mit der EinschrÃĪnkung, dass die LÞcke letztendlich so klein werden kÃķnnte, dass der Unterschied nicht mehr der zusÃĪtzlichen Anstrengung wert ist, ein separates Modell zu trainieren.

 

* Man kÃķnnte hoffen, dass mit wachsenden Bedenken hinsichtlich IP-Provenienz alle solchen Quellen zitiert wÞrden; aber wenn die verfÞgbaren Materialien der neuen Arbeit die Quelle der 3D-Modelle auflisten, konnte ich diese Referenz nicht finden.

† Die angegebene Referenz scheint ein generischer ErklÃĪrungstext von 2013 zu sein, ohne dass das spezifische VAE detailliert wird.

†† Entnommen aus dem Paper, ist dies eine semantisch unklare Beschreibung, da Feinabstimmung und LoRA unterschiedliche Prozesse mit sehr unterschiedlichen Anforderungen sind.

ErstverÃķffentlichung am Samstag, den 21. MÃĪrz 2026

Schriftsteller Þber maschinelles Lernen, DomÃĪnen-Spezialist in der menschlichen Bildsynthese. Ehemaliger Leiter des Forschungsinhalts bei Metaphysic.ai, bis zu dessen AuflÃķsung in DNEG's Brahma.ai.
Portfolio-Seite: martinanderson.ai
Kontakt: [email protected]