Advances in self-supervised learning are essential for enhancing feature extraction and understanding in point cloud processing. This paper introduces PMT-MAE (Point MLP-Transformer Masked Autoencoder), a novel self-supervised learning framework for point cloud classification. PMT-MAE features a dual-branch architecture that integrates Transformer and MLP components to capture rich features. The Transformer branch leverages global self-attention for intricate feature interactions, while the parallel MLP branch processes tokens through shared fully connected layers, offering a complementary feature transformation pathway. A fusion mechanism then combines these features, enhancing the model's capacity to learn comprehensive 3D representations. Guided by the sophisticated teacher model Point-M2AE, PMT-MAE employs a distillation strategy that includes feature distillation during pre-training and logit distillation during fine-tuning, ensuring effective knowledge transfer. On the ModelNet40 classification task, achieving an accuracy of 93.6\% without employing voting strategy, PMT-MAE surpasses the baseline Point-MAE (93.2\%) and the teacher Point-M2AE (93.4\%), underscoring its ability to learn discriminative 3D point cloud representations. Additionally, this framework demonstrates high efficiency, requiring only 40 epochs for both pre-training and fine-tuning. PMT-MAE's effectiveness and efficiency render it well-suited for scenarios with limited computational resources, positioning it as a promising solution for practical point cloud analysis.


翻译:自监督学习的进展对于增强点云处理中的特征提取与理解至关重要。本文提出PMT-MAE(点MLP-Transformer掩码自编码器),一种用于点云分类的新型自监督学习框架。PMT-MAE采用双分支架构,集成Transformer与MLP组件以捕获丰富特征。其中Transformer分支利用全局自注意力机制实现精细的特征交互,而并行的MLP分支则通过共享的全连接层处理令牌,提供互补的特征转换路径。随后,融合机制将这两类特征结合,增强了模型学习全面三维表示的能力。在先进教师模型Point-M2AE的指导下,PMT-MAE采用蒸馏策略,包括预训练阶段的特征蒸馏与微调阶段的对数蒸馏,确保了有效的知识迁移。在ModelNet40分类任务上,未采用投票策略即达到93.6\%的准确率,PMT-MAE超越了基线方法Point-MAE(93.2\%)与教师模型Point-M2AE(93.4\%),彰显了其学习判别性三维点云表示的能力。此外,该框架展现出高效性,预训练与微调均仅需40个训练周期。PMT-MAE的有效性与高效性使其特别适用于计算资源有限的场景,为实际点云分析提供了具有前景的解决方案。

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