Spatial intelligence in vision-language models (VLMs) attracts research interest with the practical demand to reason in the 3D world.Despite promising results, most existing methods follow the conventional 2D pipeline in VLMs and use pixel-aligned representations for the vision modality. However, correspondence-based models with implicit 3D scene understanding often fail to achieve spatial consistency, and representation-based models with 3D geometric priors lack efficiency in vision sequence serialization. To address this, we propose a Proxy3D method with compact yet comprehensive 3D proxy representations for the vision modality. Given only video frames as input, we employ semantic and geometric encoders to extract scene features and then perform their semantic-aware clustering to obtain a set of proxies in the 3D space. For representation alignment, we further curate the SpaceSpan dataset and apply multi-stage training to adopt the proposed 3D proxy representations with the VLM. When using shorter sequences for vision information, our method achieves competitive or state-of-the-art performance in 3D visual question answering, visual grounding and general spatial intelligence benchmarks.


翻译:空间智能在视觉语言模型中因实际场景中需进行三维世界推理而引发研究关注。尽管现有方法取得了显著进展,但其大多沿用传统2D视觉语言模型范式,使用像素对齐表征作为视觉模态的输入。然而,基于隐式3D场景理解的对应关系建模方法难以实现空间一致性,而引入3D几何先验的表征建模方法在视觉序列序列化中缺乏效率。为此,我们提出Proxy3D方法,为视觉模态构建紧凑而全面的3D代理表征。仅以视频帧为输入,我们采用语义编码器与几何编码器提取场景特征,进而通过语义感知聚类在三维空间中获得代理点集。针对表征对齐问题,我们进一步构建SpaceSpan数据集,并通过多阶段训练将所提出的3D代理表征与视觉语言模型适配。在采用更短视觉序列的情况下,本方法在三维视觉问答、视觉定位及通用空间智能基准测试中达到具有竞争力或最优性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
视觉语言建模遇见遥感:模型、数据集与前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年5月21日
基于视觉-语言模型的3D物体检测综述
专知会员服务
15+阅读 · 2025年4月29日
高效视觉语言模型研究综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年4月18日
【博士论文】学习视觉-语言表示以实现多模态理解
专知会员服务
28+阅读 · 2025年2月8日
专知会员服务
67+阅读 · 2021年5月21日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
计算机视觉方向简介 | 基于单目视觉的三维重建算法
计算机视觉life
32+阅读 · 2019年4月9日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员