Segment Anything (SAM) 是由 Meta AI(原 Facebook AI Research)开发的革命性图像分割模型,被誉为计算机视觉领域的 “通用分割引擎”。其核心突破在于通过提示(Prompt)驱动的零样本学习,实现对任意物体的精准分割,无需针对特定任务进行训练。
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零样本泛化能力
SAM 通过在超大规模数据集(SA-1B,包含 10 亿张图像掩码)上的预训练,能够理解图像中物体的通用特征。用户只需提供简单提示(如文本描述、点击位置、框选区域等),模型即可快速分割目标,无需额外训练。
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提示工程(Prompting)
支持多种输入方式:
- 文本提示:直接描述目标(如 “分割出图片中的红色汽车”)。
- 交互提示:通过点击、框选或涂鸦指定区域。
- 组合提示:结合多种方式增强分割精度。
这种灵活性使其适配于图像编辑、自动驾驶、医学影像等多样化场景。
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基础模型范式
借鉴 NLP 领域的基础模型思路(如 GPT、BERT),SAM 通过统一的架构解决多任务分割问题,打破传统模型 “一任务一训练” 的局限。
SAM 由三个关键组件构成:
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图像编码器(Image Encoder)
- 基于改进的 ViT(Vision Transformer),将图像转换为高维特征向量,捕捉全局与局部信息。
- 采用窗口注意力机制(Window Partition)优化计算效率,支持处理高分辨率图像。
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提示编码器(Prompt Encoder)
- 解析用户输入的提示(文本、点、框等),生成对应的语义嵌入。
- 通过跨模态融合技术,将图像特征与提示特征对齐。
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掩码解码器(Mask Decoder)
- 融合图像与提示特征,生成精细化的分割掩码。
- 轻量化的 Transformer 结构确保实时交互(如拖拽调整提示时快速更新掩码)。
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自动驾驶
- 实时分割道路、车辆、行人等动态目标,辅助感知决策。
- 美团技术团队利用 SAM 优化高精地图生产,提升车道线、交通设施提取效率。
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医学影像分析
- 快速分割肿瘤、器官等病变区域,辅助医生诊断。
- 结合文本提示实现 “分割肺部 CT 中的磨玻璃结节” 等定制化任务。
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AR/VR 与游戏开发
- 自动识别并抠取物体,生成 3D 模型或交互素材。
- 支持用户通过语音或手势实时分割虚拟场景中的元素。
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内容创作与数据标注
- 一键抠图、生成图像掩码,简化设计流程。
- 为无标注数据自动生成伪标签,加速半监督学习。
SAM 通过 “基础模型 + 提示工程” 的范式,重新定义了图像分割的可能性,其开源特性加速了 AI 技术在各领域的落地。未来发展方向包括:
- 多模态融合:结合文本、视频、3D 数据实现更复杂分割。
- 轻量化优化:降低计算成本,推动边缘设备应用。
- 伦理与安全:建立可靠的评估标准,确保高风险场景的应用安全。