Depth Pro - 苹果推出2D图像生成3D深度图的开源模型

Depth Pro是什么

Depth Pro是苹果公司开发的一种先进的单目深度估计模型，能从单个2D图像快速生成高分辨率的3D深度图。模型不仅速度快，只需0.3秒，而且提供度量级别的深度信息，生成的深度图具有真实的世界尺度。Depth Pro不依赖相机的内参数，如焦距，具有很强的通用性。Depth Pro在边界细节的捕捉上表现出色，能清晰地描绘出头发、植被等细微结构。Depth Pro能零样本学习（zero-shot learning），在没有特定领域数据训练的情况下，能做出准确的预测。使Depth Pro在增强现实、3D重建和图像编辑等多个领域都有广泛的应用潜力。

Depth Pro的主要功能

• 零样本度量深度估计：Depth Pro在没有相机内参数（如焦距）的情况下，从单个2D图像生成具有绝对尺度的度量深度图。
• 高分辨率输出：模型能生成高达2.25百万像素的深度图，提供丰富的细节。
• 快速处理：在标准GPU上，Depth Pro在0.3秒内生成深度图，适合实时应用。
• 细节捕捉：特别擅长捕捉细微的结构，如头发、植被等，提高边界的清晰度。

Depth Pro的技术原理

• 多尺度视觉变换器（ViT）：Depth Pro基于一个高效的多尺度ViT架构，捕捉全局图像上下文的同时，精确地识别高分辨率下的精细结构。
• 混合训练协议：结合真实和合成数据集进行训练，实现高精度的度量和细致的边界追踪。
• 专门的边界精度度量：开发新的度量标准，基于高质量的抠图数据集量化评估深度图中边界追踪的准确性。
• 焦距估计：Depth Pro从单张图像中估计焦距，在零样本焦距估计领域处于领先地位。
• 训练策略：采用一种两阶段的训练策略，第一阶段旨在学习跨领域的鲁棒特征，第二阶段专注于锐化边界并揭示预测深度图中的细微细节。

Depth Pro的项目地址

• GitHub仓库：https://github.com/apple/ml-depth-pro
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2410.02073v1

Depth Pro的应用场景

• 增强现实（AR）：在AR应用中，Depth Pro精确地将虚拟对象放置在现实世界中的合适位置，提供更加真实和沉浸式的用户体验。
• 3D重建：基于Depth Pro生成的深度图，从单张2D图片中重建出3D模型，对于建筑、文物保护和游戏设计等领域非常有用。
• 图像编辑：在图像编辑软件中，Depth Pro帮助用户更好地理解图像的深度信息，进行更精细的编辑，如模拟景深效果、图像分割和对象抠图。
• 机器人导航：在机器人视觉系统中，Depth Pro提供精确的深度信息，帮助机器人更好地理解周围环境，实现更精确的路径规划和避障。
• 自动驾驶：在自动驾驶技术中，Depth Pro实时生成周围环境的深度图，帮助车辆更好地理解在道路上的位置和周围物体的距离。
• 虚拟现实（VR）：在VR应用中，Depth Pro创建更加真实的虚拟环境，提供更加自然的交互体验。