A wide range of techniques have been proposed in recent years for designing neural networks for 3D data that are equivariant under rotation and translation of the input. Most approaches for equivariance under the Euclidean group $\mathrm{SE}(3)$ of rotations and translations fall within one of the two major categories. The first category consists of methods that use $\mathrm{SE}(3)$-convolution which generalizes classical $\mathbb{R}^3$-convolution on signals over $\mathrm{SE}(3)$. Alternatively, it is possible to use \textit{steerable convolution} which achieves $\mathrm{SE}(3)$-equivariance by imposing constraints on $\mathbb{R}^3$-convolution of tensor fields. It is known by specialists in the field that the two approaches are equivalent, with steerable convolution being the Fourier transform of $\mathrm{SE}(3)$ convolution. Unfortunately, these results are not widely known and moreover the exact relations between deep learning architectures built upon these two approaches have not been precisely described in the literature on equivariant deep learning. In this work we provide an in-depth analysis of both methods and their equivalence and relate the two constructions to multiview convolutional networks. Furthermore, we provide theoretical justifications of separability of $\mathrm{SE}(3)$ group convolution, which explain the applicability and success of some recent approaches. Finally, we express different methods using a single coherent formalism and provide explicit formulas that relate the kernels learned by different methods. In this way, our work helps to unify different previously-proposed techniques for achieving roto-translational equivariance, and helps to shed light on both the utility and precise differences between various alternatives. We also derive new TFN non-linearities from our equivalence principle and test them on practical benchmark datasets.

神经表示是表示形状的流行，因为它们可以学习形式传感器数据，并用于数据清理，模型完成，形状编辑和形状合成。当前的神经表示形式可以归类为对单个对象实例的过度拟合或表示对象集合。但是，都不允许对神经场景表示的准确编辑：一方面，过度拟合对象实现高度准确的重建的方法，但不能推广到看不见的对象配置，因此无法支持编辑；另一方面，代表具有变化的对象家族的方法确实概括了，但仅产生近似重建。我们建议Neuform使用最适合每个形状区域的一个：可靠数据的过拟合表示，以及可靠的可用数据以及其他任何地方的可推广表示形式，以适应过度拟合和可推广表示的优势。我们通过精心设计的体系结构和一种将两个表示网络权重融合在一起的方法，避免接缝和其他工件。我们展示了成功重新配置人类设计的形状的部分，例如椅子，表和灯，同时保留语义完整性和过度拟合形状表示的准确性。我们与两个最先进的竞争对手进行了比较，并在合理性和结果编辑的忠诚度方面取得了明显的改善。

我们提出了一种新颖的方法，可以可靠地估计相机的姿势，并在极端环境中获得的一系列图像，例如深海或外星地形。在这些挑战性条件下获得的数据被无纹理表面，图像退化以及重复性和高度模棱两可的结构所破坏。当天真地部署时，最先进的方法可能会在我们的经验分析确认的那些情况下失败。在本文中，我们试图在这些极端情况下使摄像机重新定位起作用。为此，我们提出：（i）一个分层定位系统，我们利用时间信息和（ii）一种新颖的环境感知图像增强方法来提高鲁棒性和准确性。我们广泛的实验结果表明，在两个极端环境下我们的方法有利于我们的方法：将自动的水下车辆定位，并将行星漫游者定位在火星样的沙漠中。此外，我们的方法仅使用20％的培训数据就可以在室内基准（7片数据集）上使用最先进的方法（7片数据集）实现可比性的性能。

3D多对象跟踪旨在唯一，始终如一地识别所有移动实体。尽管在此设置中提供了丰富的时空信息，但当前的3D跟踪方法主要依赖于抽象的信息和有限的历史记录，例如单帧对象边界框。在这项工作中，我们开发了对交通场景的整体表示，该场景利用了现场演员的空间和时间信息。具体而言，我们通过将跟踪的对象表示为时空点和边界框的序列来重新将跟踪作为时空问题，并在悠久的时间历史上进行重新制定。在每个时间戳上，我们通过对对象历史记录的完整顺序进行的细化来改善跟踪对象的位置和运动估计。通过共同考虑时间和空间，我们的代表自然地编码了基本的物理先验，例如对象持久性和整个时间的一致性。我们的时空跟踪框架在Waymo和Nuscenes基准测试中实现了最先进的性能。

从物体及其在3D空间中的几何形状方面对世界的组成理解被认为是人类认知的基石。促进神经网络中这种表示形式的学习有望实质上提高标记的数据效率。作为朝着这个方向发展的关键步骤，我们在学习3D一致的复杂场景分解的问题上取得了进展，以无监督的方式将复杂场景分解为单个对象。我们介绍对象场景表示变压器（OSRT），这是一个以3D为中心的模型，其中各个对象表示通过新颖的视图合成自然出现。 OSRT比现有方法更为复杂，具有更大的对象和背景的复杂场景。同时，由于其光场参数化和新型的插槽混合器解码器，它在组成渲染时的多个数量级更快。我们认为，这项工作不仅将加速未来的建筑探索和扩展工作，而且还将成为以对象为中心和神经场景表示社区的有用工具。

预测人类运动对于辅助机器人和AR/VR应用至关重要，在这种机器人和AR/VR应用中，与人类的互动需要安全舒适。同时，准确的预测取决于理解场景上下文和人类意图。尽管许多作品研究场景 - 意识到人类的运动预测，但由于缺乏以自我为中心的观点，这些观点揭示了人类意图以及运动和场景的多样性有限，因此后者在很大程度上并没有得到充实的影响。为了减少差距，我们提出了一个大规模的人类运动数据集，该数据集可提供高质量的身体姿势序列，场景扫描以及以自我为中心的视图，目光注视，这是推断人类意图的代孕。通过使用惯性传感器进行运动捕获，我们的数据收集与特定场景无关，这进一步增强了从主题中观察到的运动动力学。我们对利用眼睛目光进行以自我为中心的人类运动预测的优势进行了广泛的研究，并进行了各种最新的架构。此外，为了实现目光的全部潜力，我们提出了一种新型的网络体系结构，该架构可以在目光和运动分支之间进行双向交流。我们的网络在拟议的数据集上实现了人类运动预测的最高性能，这要归功于眼睛凝视的意图信息以及动作调制的DeNocied Ceaze特征。代码和数据可以在https://github.com/y-zheng18/gimo上找到。

在现实世界中操纵体积变形物体，例如毛绒玩具和披萨面团，由于无限形状的变化，非刚性运动和部分可观察性带来了重大挑战。我们引入酸，这是一种基于结构性隐式神经表示的容量变形物体的动作条件视觉动力学模型。酸整合了两种新技术：动作条件动力学和基于大地测量的对比度学习的隐式表示。为了代表部分RGB-D观测值的变形动力学，我们学习了占用和基于流动的正向动态的隐式表示。为了准确识别在大型非刚性变形下的状态变化，我们通过新的基于大地测量的对比损失来学习一个对应嵌入场。为了评估我们的方法，我们开发了一个模拟框架，用于在逼真的场景中操纵复杂的可变形形状和一个基准测试，其中包含17,000多种动作轨迹，这些轨迹具有六种类型的毛绒玩具和78种变体。我们的模型在现有方法上实现了几何，对应和动态预测的最佳性能。酸动力学模型已成功地用于目标条件可变形的操纵任务，从而使任务成功率比最强的基线提高了30％。此外，我们将模拟训练的酸模型直接应用于现实世界对象，并在将它们操纵为目标配置中显示成功。有关更多结果和信息，请访问https://b0ku1.github.io/acid/。

自治车辆的评估和改善规划需要可扩展的长尾交通方案。有用的是，这些情景必须是现实的和挑战性的，但不能安全地开车。在这项工作中，我们介绍努力，一种自动生成具有挑战性的场景的方法，导致给定的计划者产生不良行为，如冲突。为了维护情景合理性，关键的想法是利用基于图形的条件VAE的形式利用学习的交通运动模型。方案生成在该流量模型的潜在空间中制定了优化，通过扰乱初始的真实世界的场景来产生与给定计划者碰撞的轨迹。随后的优化用于找到“解决方案”的场景，确保改进给定的计划者是有用的。进一步的分析基于碰撞类型的群集生成的场景。我们攻击两名策划者并展示争取在这两种情况下成功地产生了现实，具有挑战性的情景。我们另外“关闭循环”并使用这些方案优化基于规则的策划器的超参数。

我们通过同步在点云上定义的学习函数的地图同步地图来共同寄存多种非刚性形状的新方法。尽管处理非刚性形状的能力在从计算机动画到3D数字化的各种应用中都是至关重要的，但文献仍然缺乏围绕闭塞观察到的真实，嘈杂的扫描的集合的稳健和灵活的框架。给定一组这样的点云，我们的方法首先计算通过功能映射参数化的成对对应关系。我们同时学习潜在的非正交基础函数，以有效地规范变形，同时以优雅的方式处理闭塞。为了最大限度地受益于推断成对变形字段提供的多向信息，我们通过我们的新颖和原则优化配方将成对功能映射与周期一致的整体同步。我们通过广泛的实验证明了我们的方法在注册准确性中实现了最先进的性能，同时可以灵活，高效，因为我们在统一框架中处理非刚性和多体案例并避免昂贵的优化优化通过使用基函数映射的置换。

Arguably one of the top success stories of deep learning is transfer learning. The finding that pre-training a network on a rich source set (e.g., ImageNet) can help boost performance once fine-tuned on a usually much smaller target set, has been instrumental to many applications in language and vision. Yet, very little is known about its usefulness in 3D point cloud understanding. We see this as an opportunity considering the effort required for annotating data in 3D. In this work, we aim at facilitating research on 3D representation learning. Different from previous works, we focus on high-level scene understanding tasks. To this end, we select a suite of diverse datasets and tasks to measure the effect of unsupervised pre-training on a large source set of 3D scenes. Our findings are extremely encouraging: using a unified triplet of architecture, source dataset, and contrastive loss for pre-training, we achieve improvement over recent best results in segmentation and detection across 6 different benchmarks for indoor and outdoor, real and synthetic datasets -demonstrating that the learned representation can generalize across domains. Furthermore, the improvement was similar to supervised pre-training, suggesting that future efforts should favor scaling data collection over more detailed annotation. We hope these findings will encourage more research on unsupervised pretext task design for 3D deep learning. Our code is publicly available at https://github.com/facebookresearch/PointContrast