LCVD – 川大推出的光照可控肖像动画生成框架

LCVD是什么

LCVD（Lighting Controllable Video Diffusion Model）是四川大学推出的高保真、光照可控的肖像动画生成框架。LCVD基于分离肖像的内在特征（如身份和外观）与外在特征（如姿态和光照），参考适配器和阴影适配器将特征分别映射到不同的子空间中。在动画生成过程中，LCVD结合特征子空间，基于多条件分类器自由引导机制精细调控光照效果，保留肖像的身份和外观。模型基于稳定的视频扩散模型（SVD），生成与驱动视频姿态一致且符合目标光照条件的高质量肖像动画。LCVD在光照真实感、图像质量和视频一致性方面显著优于现有方法，为虚拟现实、视频会议和影视制作等领域提供了强大的技术支持。

LCVD的主要功能

• 肖像动画化：将静态肖像转化为动态视频，匹配驱动视频中的头部动作和表情。
• 光照控制：在动画生成过程中，根据用户指定或参考图像的光照条件对肖像进行重打光。
• 身份与外观保留：在动画和重打光过程中，保持肖像的身份和外观特征，避免身份信息丢失。
• 高质量视频生成：生成的视频在光照真实感、图像质量和视频一致性方面表现优异，适合虚拟现实、视频会议和影视制作等场景。

LCVD的技术原理

• 特征分离：参考适配器（Reference Adapter）将参考肖像的内在特征（身份和外观）映射到特征空间。阴影适配器（Shading Adapter）将外在特征（光照和姿态）映射到特征空间。基于分离内在和外在特征，模型在动画化过程中独立控制光照和姿态。
• 光照可控的扩散模型：基于稳定视频扩散模型（Stable Video Diffusion Model），用多条件分类器自由引导（Classifier-Free Guidance）调整光照效果。修改引导强度（如权重 ω），增强或减弱光照提示的影响，实现精细的光照控制。
• 运动对齐与长视频生成：基于运动对齐模块，确保生成的肖像与驱动视频的姿态一致。用扩散模型采样方法，生成任意长度的视频，基于重叠策略确保视频片段之间的平滑过渡。
• 训练与优化：在训练阶段，自监督学习优化适配器和扩散模型，确保生成的视频在光照、姿态和身份上的一致性。用损失函数（如 LPIPS、FID 等）评估和优化生成视频的质量。

LCVD的项目地址

• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2502.19894

LCVD的应用场景

• 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：创建逼真的虚拟角色，与虚拟或现实场景自然融合。
• 视频会议：实时生成高质量肖像动画，降低带宽需求，提升用户体验。
• 影视制作：快速生成符合不同光照条件的肖像动画，用于特效和虚拟场景。
• 游戏开发：生成逼真的虚拟角色动画，增强游戏的真实感和沉浸感。
• 社交媒体和内容创作：支持用户生成个性化动态头像或短视频，丰富内容创作形式。