SmartEraser – 中科大与微软亚洲研究院推出的图像对象移除技术 | AI工具集

SmartEraser是什么

SmartEraser是中国科学技术大学与微软亚洲研究院推出的图像编辑技术，专门用在从图像中移除用户指定的对象。SmartEraser基于创新的“掩码区域引导”（Masked-Region Guidance）范式，与传统的“掩码和修复”（mask-and-inpaint）方法不同，SmartEraser保留掩码区域作为移除过程的引导，能更准确地识别和移除目标对象，同时有效保留周围上下文。SmartEraser基于Syn4Removal大规模高质量数据集进行训练，引入掩码增强技术和基于CLIP的视觉引导，SmartEraser在对象移除任务中展现出卓越的性能。

SmartEraser的主要功能

• 目标对象识别与移除：准确识别用户基于掩码指定的目标对象，将其从图像中移除。
• 上下文保留：在移除目标对象的同时，保留周围环境的细节和结构，确保图像的视觉连贯性。
• 高质量图像生成：生成的图像在视觉上与原始图像保持一致，没有明显的失真或 artifacts。
• 鲁棒性：对用户提供的不同形状和大小的掩码具有较高的鲁棒性，适应各种输入条件。
• 适用于复杂场景：在复杂的场景中，如包含多个对象和复杂背景的图像中，有效地移除目标对象。

SmartEraser的技术原理

• 掩码区域引导范式：
  • 保留掩码区域：与传统的“掩码和修复”方法不同，SmartEraser保留掩码区域在输入中的位置，将其作为移除过程的引导。模型能准确识别需要移除的对象，减少在掩码区域重新生成对象的风险。
  • 上下文信息：用户定义的掩码通常会超出目标对象本身，有助于模型在最终结果中保留周围上下文，使生成的图像更加自然和真实。
• Syn4Removal数据集：
  • 合成数据生成：训练符合新范式的模型，用合成方法构建训练数据。该方法涉及将不同图像中的对象实例粘贴到不同的背景图像上，形成输入图像。粘贴对象的掩码作为输入掩码，原始背景图像作为真实值。
  • 大规模数据集：Syn4Removal数据集包含100万对图像三元组，涵盖多样的场景和对象类型，为模型训练提供丰富的数据支持。
• 基于文本到图像扩散模型的框架：
  • 掩码增强：为增强模型对用户输入不同掩码形状的鲁棒性，在训练过程中应用多种掩码变形方法，模拟用户输入掩码的形状。这些方法包括原始掩码、腐蚀掩码、膨胀掩码、凸包掩码、椭圆掩码和边界框与贝塞尔曲线掩码。
  • 基于CLIP的视觉引导：用预训练的CLIP模型提取移除目标的视觉特征，映射到文本编码器的特征空间中。
  • 损失函数：模型的训练损失函数基于标准的扩散过程，最小化预测噪声和实际噪声之间的差异优化模型参数。

SmartEraser的项目地址

SmartEraser的应用场景

• 个人照片编辑：用在移除旅游照片中的路人、家庭照片中的不希望出现的人物或物体，及清理证件照和社交媒体头像的背景。
• 专业图像处理：在广告和营销中，移除产品摄影中的干扰元素，优化广告设计的背景。
• 平面设计：协助平面设计师在海报和封面设计中突出焦点，移除不必要的背景元素。
• 文物修复：在文物修复中，如古画修复，移除污渍和破损。
• 医疗和科研：在医学影像处理中，如X光和CT图像，移除设备伪影和标记；在科研图像处理中，如显微镜和卫星图像，清理背景噪声和干扰，提高图像分析价值。