In this paper, we propose a new operator, called 3D DeFormable Attention (DFA3D), for 2D-to-3D feature lifting, which transforms multi-view 2D image features into a unified 3D space for 3D object detection. Existing feature lifting approaches, such as Lift-Splat-based and 2D attention-based, either use estimated depth to get pseudo LiDAR features and then splat them to a 3D space, which is a one-pass operation without feature refinement, or ignore depth and lift features by 2D attention mechanisms, which achieve finer semantics while suffering from a depth ambiguity problem. In contrast, our DFA3D-based method first leverages the estimated depth to expand each view's 2D feature map to 3D and then utilizes DFA3D to aggregate features from the expanded 3D feature maps. With the help of DFA3D, the depth ambiguity problem can be effectively alleviated from the root, and the lifted features can be progressively refined layer by layer, thanks to the Transformer-like architecture. In addition, we propose a mathematically equivalent implementation of DFA3D which can significantly improve its memory efficiency and computational speed. We integrate DFA3D into several methods that use 2D attention-based feature lifting with only a few modifications in code and evaluate on the nuScenes dataset. The experiment results show a consistent improvement of +1.41\% mAP on average, and up to +15.1\% mAP improvement when high-quality depth information is available, demonstrating the superiority, applicability, and huge potential of DFA3D. The code is available at https://github.com/IDEA-Research/3D-deformable-attention.git.


翻译:本文提出一种名为3D可变形注意力(DFA3D)的新型算子,用于实现2D到3D的特征提升,将多视图2D图像特征统一转换至3D空间以完成3D目标检测。现有特征提升方法(如基于Lift-Splat和基于2D注意力的方法)要么利用估计深度生成伪激光雷达特征后将其投射至3D空间(该操作为一次性过程且无特征精化),要么忽略深度而通过2D注意力机制提升特征(虽实现更优语义但存在深度模糊问题)。相比之下,本文提出的DFA3D方法首先利用估计深度将各视图的2D特征图扩展至3D,再通过DFA3D从扩展后的3D特征图中聚合特征。借助DFA3D,深度模糊问题可从根源上有效缓解,且得益于类似Transformer的架构,提升特征可逐层渐进精化。此外,我们提出DFA3D的数学等价实现,可显著提升其内存效率与计算速度。我们将DFA3D集成至多个基于2D注意力特征提升的方法中(仅需少量代码修改),并在nuScenes数据集上评估。实验结果表明,平均mAP稳定提升1.41%,当高质量深度信息可用时,mAP提升最高达15.1%,充分证明DFA3D的优越性、适用性与巨大潜力。代码详见https://github.com/IDEA-Research/3D-deformable-attention.git。

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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
2+阅读 · 2017年12月31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
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 · 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
0+阅读 · 2023年9月13日
S4Net: Single Stage Salient-Instance Segmentation
Arxiv
10+阅读 · 2019年4月10日
Arxiv
30+阅读 · 2019年3月13日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
2+阅读 · 2017年12月31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
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 · 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