In the realm of 3D-computer vision applications, point cloud few-shot learning plays a critical role. However, it poses an arduous challenge due to the sparsity, irregularity, and unordered nature of the data. Current methods rely on complex local geometric extraction techniques such as convolution, graph, and attention mechanisms, along with extensive data-driven pre-training tasks. These approaches contradict the fundamental goal of few-shot learning, which is to facilitate efficient learning. To address this issue, we propose GPr-Net (Geometric Prototypical Network), a lightweight and computationally efficient geometric prototypical network that captures the intrinsic topology of point clouds and achieves superior performance. Our proposed method, IGI++ (Intrinsic Geometry Interpreter++) employs vector-based hand-crafted intrinsic geometry interpreters and Laplace vectors to extract and evaluate point cloud morphology, resulting in improved representations for FSL (Few-Shot Learning). Additionally, Laplace vectors enable the extraction of valuable features from point clouds with fewer points. To tackle the distribution drift challenge in few-shot metric learning, we leverage hyperbolic space and demonstrate that our approach handles intra and inter-class variance better than existing point cloud few-shot learning methods. Experimental results on the ModelNet40 dataset show that GPr-Net outperforms state-of-the-art methods in few-shot learning on point clouds, achieving utmost computational efficiency that is $170\times$ better than all existing works. The code is publicly available at https://github.com/TejasAnvekar/GPr-Net.


翻译:在三维计算机视觉应用领域,点云小样本学习发挥着关键作用。然而,由于数据具有稀疏性、不规则性和无序性,该任务面临严峻挑战。现有方法依赖卷积、图网络和注意力机制等复杂的局部几何提取技术,并需借助大规模数据驱动的预训练任务。这些方法与通过促进高效学习来实现小样本学习的根本目标相矛盾。为解决该问题,我们提出GPr-Net(几何原型网络),一种轻量级且计算高效的几何原型网络,能够捕获点云的内在拓扑结构并实现卓越性能。所提出的方法IGI++(内在几何解释器++)采用基于向量的手工设计内在几何解释器与拉普拉斯向量,用于提取和评估点云形态,从而改进小样本学习(FSL)的表征。此外,拉普拉斯向量可从点数较少的点云中提取有效特征。为应对小样本度量学习中的分布漂移挑战,我们利用双曲空间,并证明所提方法在类内与类间方差处理方面优于现有点云小样本学习方法。在ModelNet40数据集上的实验结果表明,GPr-Net在点云小样本学习任务中优于现有最优方法,其计算效率达到所有现有方法的170倍。代码已开源至https://github.com/TejasAnvekar/GPr-Net。

0
下载
关闭预览

相关内容

CVPR 2022 | 点云分割的对比边界学习
专知会员服务
16+阅读 · 2022年4月30日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】学习紧密的几何特征(ICCV2017-17)
泡泡机器人SLAM
20+阅读 · 2018年5月8日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月30日
Arxiv
15+阅读 · 2021年8月5日
Arxiv
12+阅读 · 2019年1月24日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月8日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关VIP内容
CVPR 2022 | 点云分割的对比边界学习
专知会员服务
16+阅读 · 2022年4月30日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】学习紧密的几何特征(ICCV2017-17)
泡泡机器人SLAM
20+阅读 · 2018年5月8日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员