“繼用于圖像的Meta Segment Anything Model （SAM）取得成功之后，我們發(fā)布了SAM 2，這是一種用于在圖像和視頻中實(shí)時(shí)進(jìn)行對(duì)象分割的統(tǒng)一模型，已經(jīng)達(dá)到最先進(jìn)的性能。” 模型適用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛車(chē)輛和視頻編輯等需要時(shí)間定位的應(yīng)用。

1.SAM 2

分割是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的重要組成部分，用于識(shí)別哪些圖像像素屬于物體。它在各種現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景中都有應(yīng)用，從分析科學(xué)圖像到編輯照片。最早在2023年，Meta宣布了Segment Anything項(xiàng)目，發(fā)布了Segment Anything模型 （SAM） 和Segment Anything 1B的MaskLet數(shù)據(jù)集 SA-1B，以加速該領(lǐng)域的研究。

Meta發(fā)布的Segment Anything Model 2 （SAM 2）比原來(lái)的SAM更準(zhǔn)確，速度快六倍。目前支持視頻和圖像中的對(duì)象分割。它專(zhuān)為圖像和視頻中的對(duì)象分割而設(shè)計(jì)，通過(guò)支持實(shí)時(shí)處理和zero-shot的泛化、可提示的模型架構(gòu)，在處理復(fù)雜的視覺(jué)數(shù)據(jù)方面表現(xiàn)出色。

SAM 2的主要特點(diǎn)：

• SAM 2可以分割以前從未遇到過(guò)的物體，表現(xiàn)出強(qiáng)大的零樣本泛化能力。它在17個(gè)零樣本視頻數(shù)據(jù)集的交互式視頻分割方面明顯優(yōu)于以前的方法，并且需要的人工交互大約減少三倍。
• SAM 2在其23個(gè)數(shù)據(jù)集的零樣本基準(zhǔn)測(cè)試套件上優(yōu)于SAM，同時(shí)速度快 6倍。
• 與之前最先進(jìn)的模型相比，SAM 2在現(xiàn)有的視頻對(duì)象分割基準(zhǔn)測(cè)試（DAVIS、MOSE、LVOS、YouTube-VOS）方面表現(xiàn)出色。
• 模型實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)推理速度，每秒處理大約44幀。這使得SAM 2適用于需要即時(shí)反饋的應(yīng)用，例如視頻編輯和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。
• 用于視頻分割注釋的SAM 2比使用SAM進(jìn)行手動(dòng)每幀注釋快 8.4倍。

SAM 2在Apache 2.0許可下可用，因此任何人都可以在SAM 2模型之上構(gòu)建自己的體驗(yàn)。目前Meta已經(jīng)開(kāi)放如下資料：

• SAM 2代碼和權(quán)重在寬松的Apache 2.0許可證下。
• BSD-3許可證下的 SAM 2評(píng)估代碼。
• SA-V數(shù)據(jù)集，包括 ~51k真實(shí)世界視頻和超過(guò)600k個(gè)Masklet，采用 CC BY 4.0許可。

上面的表格為本次使用的數(shù)據(jù)集和開(kāi)源VOS數(shù)據(jù)集的對(duì)比，比較的維度又視頻數(shù)量、持續(xù)時(shí)間、掩碼數(shù)量、掩碼、幀數(shù)和消失率。SA-V Manual僅包含手動(dòng)注釋的標(biāo)簽。SA-V Manual+Auto將手動(dòng)注釋的標(biāo)簽與自動(dòng)生成的掩碼相結(jié)合。

2.模型細(xì)節(jié)

下圖為SAM2的框架，希望通過(guò)使用基礎(chǔ)模型 (b) 解決交互式的視覺(jué)分割任務(wù) (a)，這個(gè)模型是在數(shù)據(jù)引擎 (c) 上面采集到的大規(guī)模SA-V的數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練而成。SAM 2通過(guò)流式存儲(chǔ)存儲(chǔ)先前的Prompt和預(yù)測(cè)結(jié)果，進(jìn)而達(dá)到能夠通過(guò)一個(gè)或多個(gè)視頻幀上的Prompt（點(diǎn)擊、框或蒙版）的方式分割區(qū)域<形成遮罩！>。

下圖為一個(gè)具體的例子，先在視頻的第一幀中對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行Prompt以獲得該對(duì)象的分割結(jié)果。綠色點(diǎn)表示正提示（正向提示，表示對(duì)象的一部分），紅色點(diǎn)表示負(fù)提示（負(fù)向提示，表示不是對(duì)象的一部分）。SAM 2 會(huì)自動(dòng)將分割結(jié)果傳播到后續(xù)幀（用藍(lán)色箭頭表示），形成一個(gè)MaskLet（綠色部分）。如果SAM 2在某一幀后（例如第 2 幀之后）失去了對(duì)對(duì)象的跟蹤，可以在新幀中提供額外提示（紅色箭頭），以糾正MaskLet。

第3幀中只需一次點(diǎn)擊即可恢復(fù)對(duì)象，并將其傳播以獲得正確的 MaskLet。與獨(dú)立的SAM +視頻跟蹤器方法相比這種方法更高效。傳統(tǒng)方法在第3幀中需要多次點(diǎn)擊以重新注釋對(duì)象。SAM 2的記憶功能使得僅需一次點(diǎn)擊即可恢復(fù)對(duì)象（如舌頭）的分割結(jié)果。這種能力在處理視頻中的對(duì)象不僅減少了用戶(hù)的操作次數(shù)，還能在對(duì)象跟蹤失效時(shí)進(jìn)行快速精校。

若從模型架構(gòu)上來(lái)解釋的話，對(duì)于給定幀分割預(yù)測(cè)取決于當(dāng)前提示和/或先前觀察到的記憶。視頻以流式方式處理，圖像編碼器（綠色）一次消耗一個(gè)幀，并與先前幀中的目標(biāo)對(duì)象的記憶（粉色）交叉關(guān)注<藍(lán)色部分，Cross-Attention，其本質(zhì)上也是利用了多層的Transformer堆疊>。掩碼解碼器（橙色）（也可以選擇接受輸入提示）進(jìn)行當(dāng)前幀的分割遮罩預(yù)測(cè)。

上圖為標(biāo)注過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都有自己的標(biāo)注器，跟蹤，識(shí)別錯(cuò)誤，持續(xù)校正

與之前的工作進(jìn)行比較，SAM 2在給出第1幀的真實(shí)遮罩之后進(jìn)行的視頻分割方面表現(xiàn)良好，尤其在準(zhǔn)確度（J &F、G）和速度（FPS）方面。所有 FPS 估計(jì)值均基于A100 GPU。

本文轉(zhuǎn)載自??魯班模錘??，作者： 龐德公 ????