漫画「线稿上色」黑科技 | 200张参考图打造秒级精准填色引擎,N倍加速"零失误"色彩迁移!

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项目主页-https://zhuang2002.github.io/Cobra/

代码链接-https://github.com/Zhuang2002/Cobra

论文链接-https://arxiv.org/pdf/2504.12240



为什么需要这个算法?-- 虽然扩散模型已经改变了图像生成、修复和编辑等众多任务,但是它们在基于多参考图的彩色化中的应用,特别是在工业规模的任务中,仍然没有得到充分的探索。

这个算法能做什么?--Cobra,这是一种高效且通用的方法,支持颜色提示,并利用200多个参考图像,同时保持低延迟。Cobra的核心是因果稀疏DiT架构,它利用专门设计的位置编码、因果稀疏注意力和键值缓存来有效地管理长上下文引用并确保颜色标识的一致性。

这个算法效果如何?--大量的实验结果表明:Cobra通过广泛的上下文参考实现了精确的线条艺术着色,显著提高了推理速度和交互性,从而满足了工业场景的关键需求。


01-Cobra背景简介

    虽然扩散模型已经改变了图像生成、修复和编辑等众多任务,但是它们在基于多参考图的彩色化中的应用,特别是在工业规模的任务中,仍然没有得到充分的探索。

    早期的线条艺术着色解决方案侧重于调色板、颜色提示和文本控制机制。调色板提供了一致性,但限制了不同漫画风格的灵活性。颜色提示方法提供了适应性,但它们缺乏快速工业应用所需的自动化。文本控制能够实现直观的指导,但文本编码器的计算成本很高,对输入清晰度很敏感。

02-Cobra算法简介

    漫画制作行业需要基于参考的线条艺术着色,需要具备高精度、高效率、上下文一致性和灵活的控制。漫画页面通常涉及不同的人物、物体和背景,这使着色过程变得复杂。

    尽管图像生成的扩散模型取得了进步,但它们在线条艺术着色中的应用仍然有限,面临着处理大量参考图像、耗时推理和灵活控制等挑战。本文作者研究了广泛的语境图像引导对线条艺术着色质量的必要性。

    为了应对这些挑战,作者提出了Cobra,这是一种高效且通用的方法,支持颜色提示,并利用200多个参考图像,同时保持低延迟。Cobra的核心是因果稀疏DiT架构,它利用专门设计的位置编码、因果稀疏注意力和键值缓存来有效地管理长上下文引用并确保颜色标识的一致性。

    大量的实验结果表明:Cobra通过广泛的上下文参考实现了精确的线条艺术着色,显著提高了推理速度和交互性,从而满足了工业场景的关键需求。

03-Cobra算法应用场景
03.01-交互式线条艺术着色
    上图展示了该方法在交互式线条上色场景下的应用效果。用户需要线条图+参考风格图,Cobra支持让你交互式的针对图像中的某一个区域进行着色,这是一个很实用的功能。 
03.02-通用线条艺术着色
    上图展示了该方法在通用线条着色场景下的应用效果。第1列与第4列展示了用户输入的线条图,第2列与第5列展示了用户的参考图;而第3列与第6列展示了该算法的上色输出效果。它可以精准的对图片中的区域进行上色。
03.03-带有阴影的线条着色
    上图展示了该方法在带有阴影的线条着色场景下的应用效果。我们可以观察到第1列与第4列中的输入线条图中包含着一些阴影区域。即便是针对这种任务,该算法也能对输入的线条图进行精准着色,生成的效果比较惊艳。
03.04-线条视频上色
    上图展示了该算法在线条视频上面的应用效果。它可以根据输入图片和不同帧的线条图精准生成视频中不同帧的视频。
04-Cobra算法整体流程
    上图展示了Cobra方法的整体流程。该框架利用大量检索到的参考图像来指导漫画线条艺术的着色。该框架通过本地化的可重用位置编码有效地管理任意数量的上下文图像参考,确保适当的纵横比和分辨率。
    此外,因果稀疏DiT架构处理长上下文引用,增强身份保护和颜色准确性,同时降低计算复杂度。可选颜色提示的集成进一步确保了用户的灵活性,最终实现了非常适合工业应用的高质量着色。
05-Cobra算法环境搭建与运行
05.01-搭建运行环境
#步骤1-利用git可控代码到本地git clone https://github.com/zhuang2002/Cobracd Cobra
#步骤2-创建并激活虚拟环境conda create -n cobra python=3.11.11conda activate cobra
#步骤3-安装三方依赖包pip install -r requirements.txt
05.02-运行样例Demo
# 启动Cobra的Gradio界面python app.py
# 打开浏览器http://localhost:7860#如果您在远程服务器上运行应用程序,请将localhost替换为服务器的IP地址或域名。要使用自定义端口,请更新app.py的demo.lonch()函数中的server_port参数。


06-Cobra算法性能评估

06.01-主观效果性能评估

    上图展示了该方法与多个SOTA线条艺术着色方法(IP-Adapter、ColorFlow)的定性比较结果。通过观察与分析,我们可以发现:Cobra可以通过准确保留颜色ID并提供高质量的输出结果(即使在复杂的场景中),效果远优于其它方法。
    上图展示了该方法与多个SOTA的阴影线条上色方法的定性比较结果。通过观察与分析,我们可以发现:Cobra在保持色彩保真度和增强细节方面的卓越能力,展示了其在现实世界应用中的稳健性和有效性。

06.02-客观效果性能评估

    上表展示了该方法与多个SOTA方法在线条上色任务上面的多项客观指标评估结果。通过观察与分析,我们可以发现:与其它方法相比,该方法在多项指标上面都获得了最佳的得分结果。


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