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Avanzando nella Generazione di Gesti per Umani Virtuali

DiM-Gesture crea gesti realistici sincronizzati con il parlato per le interazioni digitali.

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Indice

Creare gesti realistici per umani virtuali è un campo in crescita nella tecnologia. L'obiettivo è far sembrare questi gesti naturali e in sintonia con ciò che una persona sta dicendo. Questo è particolarmente utile in animazione, giochi e interazione uomo-computer. Per creare gesti che sembrano veri e si connettano con il linguaggio, sono coinvolti vari metodi. I sistemi tradizionali richiedono spesso un sacco di lavoro manuale e possono essere lenti.

L'ultima tecnologia, chiamata DiM-Gesture, mira a migliorare questo generando gesti personalizzati direttamente dal linguaggio. Questo modello utilizza un nuovo modo di elaborare la voce e trovare le caratteristiche chiave. Il risultato è una sincronizzazione più naturale tra linguaggio e gesti.

L'obiettivo di DiM-Gesture

DiM-Gesture cerca di creare gesti specificamente adattati alla persona che parla, utilizzando solo l'audio della sua voce. Questo evita di dover fornire dettagli sullo stile, che di solito sono richiesti in altri sistemi. La principale attenzione è sulla relazione tra il linguaggio parlato e i gesti creati, assicurandosi che siano in sintonia in termini di tempistica e stile.

Perché i gesti sono importanti

I gesti sono una parte fondamentale della comunicazione. Aiutano a trasmettere emozioni e enfatizzare ciò che viene detto. Negli spazi digitali, avere umani virtuali che possono usare i gesti in modo efficace rende le interazioni più realistiche. Questo è importante per applicazioni come riunioni virtuali, giochi o assistenti digitali.

Sfide nella generazione di gesti

Prima di DiM-Gesture, creare gesti dalla voce affrontava alcune sfide:

  1. Condizioni di input: Diversi fattori influenzano come dovrebbe apparire un gesto. Questi includono il tono di voce, lo stato emotivo e la personalità. Trovare un modo per combinare tutti questi fattori in un unico sistema è complesso.

  2. Approcci tradizionali: Molti metodi esistenti si basano su un sacco di input manuale e sono lenti. Questo li rende meno pratici per applicazioni in tempo reale.

  3. Logica fuzzy: I metodi tradizionali spesso perdono sfumature nel linguaggio, il che può portare a gesti che non si adattano bene a ciò che viene detto.

Inferenza fuzzy in DiM-Gesture

DiM-Gesture affronta queste sfide utilizzando una strategia di inferenza fuzzy. Questo significa che può interpretare meglio le caratteristiche sottili del linguaggio senza seguire regole rigide. Il modello apprende automaticamente queste caratteristiche dall'audio, consentendo un approccio più flessibile che abbina i gesti al linguaggio in modo naturale.

Come funziona DiM-Gesture

DiM-Gesture utilizza due componenti principali:

  1. Estrattore di caratteristiche fuzzy: Questa parte cattura i dettagli importanti dalla voce. Raccoglie non solo le parole ma anche le emozioni e lo stile. Le caratteristiche apprese vengono trasformate in un formato che il modello può usare per generare gesti.

  2. Modello di diffusione AdaLN: La seconda parte utilizza un modello di diffusione che applica funzioni specifiche uniformemente su tutte le caratteristiche. Questo rende più facile collegare le caratteristiche vocali ai gesti risultanti, migliorando la loro qualità e tempistica.

Architettura del modello

Il modello è costruito in modo da integrare le caratteristiche estratte dalla voce direttamente nel processo di generazione dei gesti. Le caratteristiche vengono trasformate in una rappresentazione unica che può essere usata per creare gesti. Questo processo consente gesti 3D intricati che sembrano naturali e allineati con il linguaggio.

Risultati di DiM-Gesture

DiM-Gesture è stato sottoposto a test approfonditi per garantire che soddisfi standard di alta qualità. I risultati hanno mostrato che può produrre efficacemente gesti che corrispondono alla tempistica e alle emozioni delle parole pronunciate.

Dataset di test

Sono stati utilizzati due dataset principali per il test:

  • ZEGGS: Si concentra sull'espressione emotiva.
  • BEAT: Si specializza negli stili di gesto personali.

Addestramento del modello

Durante l'addestramento, il modello impara a collegare il linguaggio ai gesti. Utilizza metodi avanzati per affinare lentamente le sue uscite, assicurandosi di migliorare nel tempo. L'addestramento implica fornirgli una varietà di schemi vocali e gesti corrispondenti in modo che possa apprendere la relazione tra di essi.

Valutazione degli utenti

Per assicurarsi che il modello funzioni bene, sono state eseguite valutazioni da parte degli utenti. I partecipanti hanno confrontato i gesti generati da DiM-Gesture con quelli prodotti da altri modelli, valutando fattori come quanto sembrassero naturali e appropriati.

Vantaggi di DiM-Gesture

DiM-Gesture ha diversi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali:

  • Capacità in tempo reale: Può generare gesti rapidamente, rendendolo più adatto per interazioni dal vivo.
  • Ridotto utilizzo di memoria: Il modello è progettato per utilizzare meno memoria mantenendo alta la qualità dell'output.
  • Flessibilità nei gesti: Poiché utilizza l'inferenza fuzzy, può adattare i gesti per adattarsi a diverse sfumature emotive e di personalità.

Conclusione

DiM-Gesture rappresenta un passo avanti significativo nella creazione di gesti per umani virtuali. Utilizzando un approccio innovativo che fonde la logica fuzzy con un'architettura di modello avanzata, può produrre gesti personalizzati di alta qualità che si allineano strettamente con i modelli di linguaggio. Questo ha il potenziale di migliorare notevolmente il modo in cui interagiamo con le piattaforme digitali, rendendole più naturali e coinvolgenti.

Direzioni future

Sebbene il modello mostri grandi promesse, ci sono aree da migliorare ulteriormente. Aumentare la velocità di generazione dei gesti per garantire una risposta immediata nei contesti dal vivo è cruciale per le applicazioni in tempo reale. Inoltre, un continuo perfezionamento nella comprensione delle sfumature emotive migliorerà ulteriormente il realismo dei gesti generati.

In sintesi, DiM-Gesture è una rivoluzione nella sintesi dei gesti che potrebbe trasformare il modo in cui percepiamo e interagiamo con umani virtuali, rendendoli più realistici e relazionabili.

Fonte originale

Titolo: DiM-Gesture: Co-Speech Gesture Generation with Adaptive Layer Normalization Mamba-2 framework

Estratto: Speech-driven gesture generation is an emerging domain within virtual human creation, where current methods predominantly utilize Transformer-based architectures that necessitate extensive memory and are characterized by slow inference speeds. In response to these limitations, we propose \textit{DiM-Gestures}, a novel end-to-end generative model crafted to create highly personalized 3D full-body gestures solely from raw speech audio, employing Mamba-based architectures. This model integrates a Mamba-based fuzzy feature extractor with a non-autoregressive Adaptive Layer Normalization (AdaLN) Mamba-2 diffusion architecture. The extractor, leveraging a Mamba framework and a WavLM pre-trained model, autonomously derives implicit, continuous fuzzy features, which are then unified into a singular latent feature. This feature is processed by the AdaLN Mamba-2, which implements a uniform conditional mechanism across all tokens to robustly model the interplay between the fuzzy features and the resultant gesture sequence. This innovative approach guarantees high fidelity in gesture-speech synchronization while maintaining the naturalness of the gestures. Employing a diffusion model for training and inference, our framework has undergone extensive subjective and objective evaluations on the ZEGGS and BEAT datasets. These assessments substantiate our model's enhanced performance relative to contemporary state-of-the-art methods, demonstrating competitive outcomes with the DiTs architecture (Persona-Gestors) while optimizing memory usage and accelerating inference speed.

Autori: Fan Zhang, Naye Ji, Fuxing Gao, Bozuo Zhao, Jingmei Wu, Yanbing Jiang, Hui Du, Zhenqing Ye, Jiayang Zhu, WeiFan Zhong, Leyao Yan, Xiaomeng Ma

Ultimo aggiornamento: 2024-08-01 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2408.00370

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.00370

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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