4 个月前

VFIMamba:基于状态空间模型的视频帧插值

VFIMamba:基于状态空间模型的视频帧插值

摘要

帧间建模在视频帧插值(VFI)生成中间帧中起着关键作用。当前的方法主要依赖于卷积或基于注意力的模型,这些方法要么缺乏足够的感受野,要么计算开销巨大。最近,选择性状态空间模型(Selective State Space Models, S6)应运而生,专门用于长序列建模,提供了线性复杂度和数据依赖建模能力。本文提出了一种新的帧插值方法——VFIMamba,通过利用S6模型实现高效和动态的帧间建模。我们的方法引入了混合S6块(Mixed-SSM Block, MSB),该块首先以交错的方式重新排列相邻帧中的标记,然后应用多方向的S6建模。这种设计促进了帧间信息的有效传递,同时保持了线性复杂度。此外,我们还提出了一种新的课程学习策略,逐步培养对不同运动幅度下帧间动态建模的能力,充分释放了S6模型的潜力。实验结果表明,我们的方法在多个基准测试中达到了最先进的性能,尤其是在高分辨率场景中表现出色。特别是在X-TEST数据集上,VFIMamba在4K帧上的表现提升了0.80 dB,在2K帧上的表现提升了0.96 dB。

代码仓库

mcg-nju/vfimamba
官方
pytorch
GitHub 中提及

基准测试

基准方法指标
video-frame-interpolation-on-snu-film-easyVFIMamba
PSNR: 40.51
SSIM: 0.9912
video-frame-interpolation-on-snu-film-extremeVFIMamba
PSNR: 25.79
SSIM: 0.8682
video-frame-interpolation-on-snu-film-hardVFIMamba
PSNR: 30.99
SSIM: 0.9401
video-frame-interpolation-on-snu-film-mediumVFIMamba
PSNR: 36.40
SSIM: 0.9805
video-frame-interpolation-on-ucf101-1VFIMamba
PSNR: 35.45
SSIM: 0.9702
video-frame-interpolation-on-x4k1000fpsVFIMamba
PSNR: 32.15
SSIM: 0.9246
video-frame-interpolation-on-x4k1000fps-2kVFIMamba
PSNR: 33.33
SSIM: 0.9362
video-frame-interpolation-on-xiph-2kVFIMamba
PSNR: 37.13
SSIM: 0.9451
video-frame-interpolation-on-xiph-4k-1VFIMamba
PSNR: 34.62
SSIM: 0.9059

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