A unified model for 3D vision-language (3D-VL) understanding is expected to take various scene representations and perform a wide range of tasks in a 3D scene. However, a considerable gap exists between existing methods and such a unified model, due to the independent application of representation and insufficient exploration of 3D multi-task training. In this paper, we introduce PQ3D, a unified model capable of using Promptable Queries to tackle a wide range of 3D-VL tasks, from low-level instance segmentation to high-level reasoning and planning. This is achieved through three key innovations: (1) unifying various 3D scene representations (i.e., voxels, point clouds, multi-view images) into a shared 3D coordinate space by segment-level grouping, (2) an attention-based query decoder for task-specific information retrieval guided by prompts, and (3) universal output heads for different tasks to support multi-task training. Tested across ten diverse 3D-VL datasets, PQ3D demonstrates impressive performance on these tasks, setting new records on most benchmarks. Particularly, PQ3D improves the state-of-the-art on ScanNet200 by 4.9% (AP25), ScanRefer by 5.4% ([email protected]), Multi3DRefer by 11.7% ([email protected]), and Scan2Cap by 13.4% ([email protected]). Moreover, PQ3D supports flexible inference with individual or combined forms of available 3D representations, e.g., solely voxel input.


翻译:一个统一的三维视觉-语言(3D-VL)理解模型应能处理多种场景表征并执行三维场景中的广泛任务。然而,由于现有方法在表征应用上的孤立性以及对三维多任务训练的探索不足,当前方法与这种统一模型之间仍存在显著差距。本文提出PQ3D模型,该模型能够利用可提示查询处理从低层实例分割到高层推理与规划的广泛3D-VL任务。这一目标通过三项关键创新实现:(1)通过片段级分组将多种三维场景表征(即体素、点云、多视角图像)统一至共享的三维坐标空间;(2)基于注意力的查询解码器,可根据提示检索任务特定信息;(3)适用于不同任务的通用输出头,以支持多任务训练。在十个异构3D-VL数据集上的测试表明,PQ3D在这些任务中展现出卓越性能,在多数基准测试中创造了新纪录。具体而言,PQ3D将ScanNet200的AP25指标提升4.9%,ScanRefer的[email protected]提升5.4%,Multi3DRefer的[email protected]提升11.7%,Scan2Cap的[email protected]提升13.4%。此外,PQ3D支持灵活推理,可兼容单独或组合形式的三维表征输入(例如仅使用体素输入)。

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。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
24+阅读 · 2024年2月23日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
VIP会员
最新内容
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月21日
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
6+阅读 · 4月21日
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
10+阅读 · 4月20日
高效视频扩散模型:进展与挑战
专知会员服务
5+阅读 · 4月20日
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
8+阅读 · 4月20日
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
8+阅读 · 4月20日
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
6+阅读 · 4月20日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员