While Transformers have achieved impressive success in natural language processing and computer vision, their performance on 3D point clouds is relatively poor. This is mainly due to the limitation of Transformers: a demanding need for extensive training data. Unfortunately, in the realm of 3D point clouds, the availability of large datasets is a challenge, exacerbating the issue of training Transformers for 3D tasks. In this work, we solve the data issue of point cloud Transformers from two perspectives: (i) introducing more inductive bias to reduce the dependency of Transformers on data, and (ii) relying on cross-modality pretraining. More specifically, we first present Progressive Point Patch Embedding and present a new point cloud Transformer model namely PViT. PViT shares the same backbone as Transformer but is shown to be less hungry for data, enabling Transformer to achieve performance comparable to the state-of-the-art. Second, we formulate a simple yet effective pipeline dubbed "Pix4Point" that allows harnessing Transformers pretrained in the image domain to enhance downstream point cloud understanding. This is achieved through a modality-agnostic Transformer backbone with the help of a tokenizer and decoder specialized in the different domains. Pretrained on a large number of widely available images, significant gains of PViT are observed in the tasks of 3D point cloud classification, part segmentation, and semantic segmentation on ScanObjectNN, ShapeNetPart, and S3DIS, respectively. Our code and models are available at https://github.com/guochengqian/Pix4Point .


翻译:尽管Transformer在自然语言处理和计算机视觉领域取得了令人瞩目的成功,但其在三维点云上的表现相对较差。这主要源于Transformer的局限性:对大规模训练数据具有强烈依赖性。然而在三维点云领域,大型数据集的可用性面临挑战,这使得Transformer在三维任务中的训练问题更加突出。本文从两个角度解决点云Transformer的数据问题:(i)引入更多归纳偏置以减少Transformer对数据的依赖,(ii)依赖跨模态预训练。具体而言,我们首先提出渐进式点块嵌入方法,并构建名为PViT的新型点云Transformer模型。PViT采用与标准Transformer相同的骨干结构,但展现出更低的数据饥饿特性,使Transformer能够达到与最先进技术相当的性能。其次,我们设计了一个名为“Pix4Point”的简洁高效流水线,该流水线可利用图像域预训练的Transformer来增强下游点云理解能力。这是通过采用模态无关的Transformer骨干结构,并辅以不同领域专用的分词器和解码器实现的。基于大量广泛可用的图像进行预训练后,PViT在ScanObjectNN三维点云分类任务、ShapeNetPart部件分割任务及S3DIS语义分割任务中均展现出显著性能提升。我们的代码与模型已开源至https://github.com/guochengqian/Pix4Point。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
3+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
18+阅读 · 2023年9月2日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
VIP会员
最新内容
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
0+阅读 · 今天4:55
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
3+阅读 · 今天1:54
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
3+阅读 · 今天1:38
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
14+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
5+阅读 · 6月11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
3+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