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🌄➡️📊 深度估计 (Transformers.js)

在这个示例中,我们将使用 Transformers.js 实现深度估计(Depth Estimation)功能。深度估计可以从单张 2D 图像中生成深度图,帮助计算机理解三维场景结构。

基本原理

深度估计是计算机视觉中的一项重要技术,它试图从 2D 图像中恢复 3D 场景信息。传统上,这需要使用双目或多目相机,但现代深度学习模型可以从单张图像中预测场景深度。

Transformers.js 提供了预训练的单目深度估计模型,如 DPT(Dense Prediction Transformers),可以生成高质量的深度图,用于各种应用。

交互式AI工具

以下是一个使用 Transformers.js 实现深度估计的基本示例:

如何使用

  1. 上传图片或选择示例图片
  2. 点击"生成深度图"按钮
  3. 等待模型处理图片(这可能需要几秒钟)
  4. 查看生成的深度图,颜色从蓝色(近)到红色(远)表示距离
  5. 可选择下载生成的深度图

深度图的颜色含义

深度图使用彩色映射来表示不同的深度值:

  • 深蓝色 - 表示最近的物体(靠近相机)
  • 青色/绿色 - 表示中等距离
  • 黄色 - 表示较远的距离
  • 红色 - 表示最远的物体

这种颜色映射使深度信息更加直观可见。

工作原理

单目深度估计模型如何工作:

  1. 特征提取 - 模型首先使用卷积神经网络或Vision Transformer提取图像的视觉特征
  2. 特征编码 - 然后,通过多层神经网络编码这些特征
  3. 密集预测 - 最后,模型为图像中的每个像素预测深度值
  4. 后处理 - 将原始深度值转换为可视化的深度图

应用场景

深度估计技术有着广泛的应用:

  • 增强现实 (AR) - 帮助虚拟物体在真实世界中正确定位
  • 自动驾驶 - 感知环境中物体的距离和位置
  • 机器人技术 - 辅助机器人导航和物体操作
  • 3D重建 - 从2D图像创建3D模型
  • 计算摄影 - 创建景深效果或进行图像重聚焦
  • 场景理解 - 增强计算机对场景的理解能力

注意事项

  • 单目深度估计是一个欠定问题,因此结果是模型的最佳猜测,而非绝对精确的测量
  • 首次加载模型可能需要一些时间,取决于网络速度
  • 复杂场景(如高度反射表面、透明物体)可能会影响深度估计的准确性
  • 模型性能取决于图像的质量和分辨率

进阶应用

  • 结合深度图与原始图像创建3D点云
  • 实现实时深度估计,用于视频流
  • 利用深度信息进行图像分割或物体检测
  • 为普通图片添加立体效果
  • 结合多帧深度图进行场景重建

深度估计技术的进步为计算机视觉带来了新的可能性,通过 Transformers.js,您可以直接在浏览器中利用这一强大功能,无需复杂的后端设置。