计算机视觉在长视频与超高清应用中的挑战

本文探讨了计算机视觉在长视频分割和超高清视频处理中的应用挑战,包括算法扩展性、内存限制及音视频同步问题,并介绍了基于音频的广告检测创新方法。

WACV:应用型研究的家园

随着视频时长和分辨率的不断提升,新的研究问题也随之产生。

会议背景

WACV 2023(冬季计算机视觉应用会议)以其对应用研究的专注而区别于其他主要计算机视觉会议。某中心的研究人员每年在CVPR和ECCV等会议上发表数十篇基础计算机视觉研究论文,而WACV则为直接解决业务问题的科学研究提供了友好平台。

扩展的视觉挑战

计算机视觉在空间和时间维度上都在增长,两个方向都面临困难:

  • 长时间视频分割:识别长视频中的场景边界
  • 超高清(UHD)视频中的物体识别和语义分割

当前研究多关注10秒左右的视频,因为这是GPU内存可以处理的范围。一旦处理时长达到一小时(或体育赛事的三小时),任何内存都几乎无法胜任。如果将视频分解为几秒钟,又过于零碎,无法获得完整画面。

同时,单个图像也在发生根本性变化:从1080p甚至640p转向2096p的超高清分辨率。这引发了新的问题:

  • 如何使算法可扩展以进行物体检测?
  • 下采样可能导致小物体检测问题
  • 如何检测图像质量并判断是否为原始内容?
  • 人类如何感知这些质量变化?

这些挑战涉及计算能力和内存两个方面的限制。

音视频对齐创新

某论文研究了从视频流中识别广告片段的问题,提出了一个重要创新:使用音频而非视频进行初始分割

这种方法比现有技术快8-10倍,因为使用音频开始分割更具可扩展性。同样的原理也可以反向使用:通过场景切换和音频中断的对齐情况,来识别音视频不同步的问题。

音视频同步是一个极具挑战性的课题,因为它是多模态的,且人类对此非常敏感。图像分辨率暂时降低可以接受,但音视频仅半秒的不同步就令人难以忍受。

通过检测视频和音频的过渡时间,如果系统性地不同步,就可以通过聚合所有视频和音频信号来识别。

研究价值

关注客户体验可以催生新颖有趣的研究问题。当这些问题涉及计算机视觉时,WACV是展示这些成果的理想场所。对于不专注于学术算法的工业界科学家来说,WACV提供了一个展示工作的优秀平台。

研究领域

计算机视觉

标签

视频、多模态交互、WACV

相关出版物

《基于深度神经网络的视频广告检测框架》

关于作者:Larry Hardesty是某中心科学博客的编辑,曾担任MIT Technology Review的高级编辑和MIT新闻办公室的计算机科学撰稿人。

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