論文の概要: Learning Video Dynamics with Predictive Differentiable Rendering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.31050v1
- Date: Tue, 30 Jun 2026 02:36:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-01 18:27:19.044889
- Title: Learning Video Dynamics with Predictive Differentiable Rendering
- Title(参考訳): 予測微分レンダリングによるビデオダイナミクスの学習
- Abstract要約: 既存の決定論的ビデオ予測モデルは、離散画素空間で動作し、主に画素単位の平均二乗誤差(MSE)に最適化されている。
離散表現と連続表現のギャップを埋める新しいエンドツーエンドビデオ予測パラダイムである予測微分レンダリング(PDR)を提案する。
我々はPDRが既存の手法を一貫して上回り、優れたディテール保存、視覚的忠実度、予測精度を提供することを示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 31.289845595113718
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: How to accurately predict a high-fidelity future world? While the visual world is inherently continuous, existing deterministic video prediction models operate in discrete pixel space and are mainly optimized with pixel-wise mean squared error (MSE), which often leads to over-smoothed predictions and a lack of fine-grained visual details. To address these limitations, we propose Predictive Differentiable Rendering (PDR), a novel end-to-end video prediction paradigm that bridges the gap between discrete and continuous representations. Inspired by recent progress in 3D reconstruction with 3D Gaussian Splatting, we introduce PredGS, a lightweight and plug-and-play adapter based on 2D Gaussian representation, which could be seamlessly integrated with existing pixel space predictors, significantly improving spatial detail preservation with negligible computational overhead. Furthermore, we develop predgsplat, a CUDA-accelerated differentiable 2D Gaussian renderer supporting arbitrary channels. Each Gaussian is defined by 5 + C learnable parameters (position, scale, rotation, and C channel amplitudes) and achieves up to 10x faster rendering than the baseline. Optimized by a combined L1 and SSIM loss, PDR overcomes the inherent blurring tendencies of MSE Loss, significantly enhancing the prediction performance. Extensive experiments on diverse real-world benchmarks, including TaxiBJ, WeatherBench, KTH, and Human3.6M, demonstrate that PDR consistently surpasses existing methods, delivering superior detail preservation, visual fidelity, and predictive accuracy.
- Abstract(参考訳): 高忠実な未来の世界を正確に予測する方法?
視覚世界は本質的に連続的であるが、既存の決定論的ビデオ予測モデルは離散的なピクセル空間で動作し、主にピクセル単位の平均二乗誤差 (MSE) に最適化されている。
これらの制約に対処するために、離散表現と連続表現のギャップを埋める新しいエンドツーエンドビデオ予測パラダイムである予測微分レンダリング(PDR)を提案する。
PredGSは2次元ガウス表現に基づく軽量でプラグアンドプレイのアダプタで、既存の画素空間予測器とシームレスに統合でき、空間のディテール保存を無視できない計算オーバーヘッドで大幅に改善する。
さらに,任意のチャネルをサポートするCUDAアクセラレーション可能な2次元ガウスレンダラーであるpredgsplat を開発した。
各ガウスは5+Cの学習可能なパラメータ(配置、スケール、回転、Cチャネル振幅)で定義され、ベースラインよりも最大10倍高速なレンダリングを実現する。
L1とSSIMの損失の組み合わせによって最適化されたPDRは、MSE損失の固有のぼやけた傾向を克服し、予測性能を著しく向上させる。
TaxiBJ、WeatherBench、KTH、Human3.6Mなどの様々な実世界のベンチマークに関する大規模な実験は、PDRが既存の手法を一貫して超越し、優れたディテール保存、視覚的忠実さ、予測精度を提供することを示した。
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