Humans can easily imagine the complete 3D geometry of occluded objects and scenes. This appealing ability is vital for recognition and understanding. To enable such capability in AI systems, we propose VoxFormer, a Transformer-based semantic scene completion framework that can output complete 3D volumetric semantics from only 2D images. Our framework adopts a two-stage design where we start from a sparse set of visible and occupied voxel queries from depth estimation, followed by a densification stage that generates dense 3D voxels from the sparse ones. A key idea of this design is that the visual features on 2D images correspond only to the visible scene structures rather than the occluded or empty spaces. Therefore, starting with the featurization and prediction of the visible structures is more reliable. Once we obtain the set of sparse queries, we apply a masked autoencoder design to propagate the information to all the voxels by self-attention. Experiments on SemanticKITTI show that VoxFormer outperforms the state of the art with a relative improvement of 20.0% in geometry and 18.1% in semantics and reduces GPU memory during training to less than 16GB. Our code is available on https://github.com/NVlabs/VoxFormer.


翻译:人类能够轻松想象被遮挡物体和场景的完整三维几何结构,这一魅力能力对于识别与理解至关重要。为使人工智能系统具备该能力,我们提出VoxFormer——一种基于Transformer的语义场景补全框架,仅凭二维图像即可输出完整的三维体积语义信息。该框架采用两阶段设计:首先从深度估计中提取一组稀疏的可见占据体素查询,随后通过稠密化阶段将稀疏体素扩展为稠密三维体素。该设计的核心理念在于,二维图像的视觉特征仅对应可见场景结构,而非被遮挡或空白区域。因此,从可见结构的特征化与预测入手更为可靠。获得稀疏查询集后,我们采用掩码自编码器设计,通过自注意力机制将信息传播至所有体素。在SemanticKITTI数据集上的实验表明,VoxFormer在几何与语义性能上分别相对提升20.0%和18.1%,同时将训练期间GPU内存消耗降至16GB以下。我们的代码已开源:https://github.com/NVlabs/VoxFormer。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR 2023】虚拟稀疏卷积的多模态三维目标检测
专知会员服务
25+阅读 · 2023年3月11日
【AAAI2023】用于复杂场景图像合成的特征金字塔扩散模型
【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
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
【泡泡一分钟】用于评估视觉惯性里程计的TUM VI数据集
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月4日
【泡泡一分钟】Matterport3D: 从室内RGBD数据集中训练 (3dv-22)
泡泡机器人SLAM
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月14日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
9+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
11+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
11+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
13+阅读 · 8月8日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员