When using LiDAR semantic segmentation models for safety-critical applications such as autonomous driving, it is essential to understand and improve their robustness with respect to a large range of LiDAR corruptions. In this paper, we aim to comprehensively analyze the robustness of LiDAR semantic segmentation models under various corruptions. To rigorously evaluate the robustness and generalizability of current approaches, we propose a new benchmark called SemanticKITTI-C, which features 16 out-of-domain LiDAR corruptions in three groups, namely adverse weather, measurement noise and cross-device discrepancy. Then, we systematically investigate 11 LiDAR semantic segmentation models, especially spanning different input representations (e.g., point clouds, voxels, projected images, and etc.), network architectures and training schemes. Through this study, we obtain two insights: 1) We find out that the input representation plays a crucial role in robustness. Specifically, under specific corruptions, different representations perform variously. 2) Although state-of-the-art methods on LiDAR semantic segmentation achieve promising results on clean data, they are less robust when dealing with noisy data. Finally, based on the above observations, we design a robust LiDAR segmentation model (RLSeg) which greatly boosts the robustness with simple but effective modifications. It is promising that our benchmark, comprehensive analysis, and observations can boost future research in robust LiDAR semantic segmentation for safety-critical applications.
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Accurate polyp segmentation is of great importance for colorectal cancer diagnosis and treatment. However, due to the high cost of producing accurate mask annotations, existing polyp segmentation methods suffer from severe data shortage and impaired model generalization. Reversely, coarse polyp bounding box annotations are more accessible. Thus, in this paper, we propose a boosted BoxPolyp model to make full use of both accurate mask and extra coarse box annotations. In practice, box annotations are applied to alleviate the over-fitting issue of previous polyp segmentation models, which generate fine-grained polyp area through the iterative boosted segmentation model. To achieve this goal, a fusion filter sampling (FFS) module is firstly proposed to generate pixel-wise pseudo labels from box annotations with less noise, leading to significant performance improvements. Besides, considering the appearance consistency of the same polyp, an image consistency (IC) loss is designed. Such IC loss explicitly narrows the distance between features extracted by two different networks, which improves the robustness of the model. Note that our BoxPolyp is a plug-and-play model, which can be merged into any appealing backbone. Quantitative and qualitative experimental results on five challenging benchmarks confirm that our proposed model outperforms previous state-of-the-art methods by a large margin.
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Measuring and alleviating the discrepancies between the synthetic (source) and real scene (target) data is the core issue for domain adaptive semantic segmentation. Though recent works have introduced depth information in the source domain to reinforce the geometric and semantic knowledge transfer, they cannot extract the intrinsic 3D information of objects, including positions and shapes, merely based on 2D estimated depth. In this work, we propose a novel Geometry-Aware Network for Domain Adaptation (GANDA), leveraging more compact 3D geometric point cloud representations to shrink the domain gaps. In particular, we first utilize the auxiliary depth supervision from the source domain to obtain the depth prediction in the target domain to accomplish structure-texture disentanglement. Beyond depth estimation, we explicitly exploit 3D topology on the point clouds generated from RGB-D images for further coordinate-color disentanglement and pseudo-labels refinement in the target domain. Moreover, to improve the 2D classifier in the target domain, we perform domain-invariant geometric adaptation from source to target and unify the 2D semantic and 3D geometric segmentation results in two domains. Note that our GANDA is plug-and-play in any existing UDA framework. Qualitative and quantitative results demonstrate that our model outperforms state-of-the-arts on GTA5->Cityscapes and SYNTHIA->Cityscapes.
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异常识别高度取决于对象与场景之间的关系,因为相同/不同场景中的不同/相同对象动作可能导致各种程度的正态性和异常。因此,对象场景关系实际上在异常检测中起着至关重要的作用,但在以前的工作中探讨了不足。在本文中,我们提出了一个时空关系学习(STRL)框架来解决视频异常检测任务。首先,考虑到对象的动态特征以及场景区域,我们构建了一个时空自动编码器(STAE),以共同利用代表学习的空间和时间演化模式。为了获得更好的图案提取,在STAE模块中设计了两个解码分支,即通过直接预测下一个帧来捕获空间提示的外观分支,以及一个运动分支,重点是通过光流预测对动态进行建模。然后,为了很好地融合对象场所关系,设计了一个关系学习(RL)模块来通过引入知识图嵌入方法来分析和总结正常关系。在此过程中具体来说,通过共同建模对象/场景特征和优化的对象场所关系图来衡量对象场景关系的合理性。在三个公共数据集上进行了广泛的实验,而对最新方法的优越性能证明了我们方法的有效性。
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由于其稀疏和细长的性质,估算3D空间中准确的车道线仍然具有挑战性。在这项工作中,我们提出了M^2-3dlanenet,这是一个有效3D车道检测的多模式框架。旨在集成来自多传感器的互补信息,M^2-3dlanenet首先将多模式特征提取具有模态特异性骨架,然后将它们融合在统一的鸟眼视图(BEV)空间中。具体而言,我们的方法由两个核心组成部分组成。 1)要获得准确的2D-3D映射,我们提出了自上而下的BEV生成。其中,使用线条限制的变形(LRDA)模块可用于以自上而下的方式有效地增强图像特征,从而充分捕获车道的细长特征。之后,它使用深度感知的举重将2D锥体特征投入到3D空间中,并通过枕形生成BEV特征。 2)我们进一步提出了自下而上的BEV融合,该融合通过多尺度的级联注意力汇总了多模式特征,从而集成了来自摄像头和激光雷达传感器的互补信息。足够的实验证明了M^2-3dlanenet的有效性,该实验的有效性超过了先前的最先进方法,即在OpenLane数据集上提高了12.1%的F1-SCORE改善。
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真实世界的文本应用程序通常涉及组成广泛的文本控制操作,例如编辑文本W.R.T.属性,操纵关键字和结构,并生成所需属性的新文本。事先的工作通常会学习/芬太尼语言模型(LM)以执行操作的个人或特定子集。最近的研究以插件方式研究了合并操作,通常在复杂序列空间中以昂贵的搜索或优化进行了研究。本文提出了一种新的有效方法,用于在紧凑的文本潜在空间中进行可复合的文本操作。文本潜在矢量的低维度和不同性使我们能够基于给定的任意插入运算符(例如属性分类器)基于普通微分方程(ODE)开发有效的采样器。通过通过有效的适应性将预告片的LMS(例如GPT2)连接到潜在空间,然后我们将采样向量解码为所需的文本序列。灵活的方法允许使用来自不同域中的任何相关数据获取的各种控制操作员(情感,时态,形式,关键字等)。实验表明,在我们的方法中构成这些操作员可以生成或编辑高质量文本,从而在发电质量和效率方面显着改善了以前的方法。
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随着相机和激光雷达传感器捕获用于自主驾驶的互补信息,已经做出了巨大的努力,通过多模式数据融合来开发语义分割算法。但是,基于融合的方法需要配对的数据,即具有严格的点对像素映射的激光点云和相机图像,因为培训和推理的输入都严重阻碍了在实际情况下的应用。因此,在这项工作中,我们建议通过充分利用具有丰富外观的2D图像来提高对点云上的代表性学习的2D先验辅助语义分割(2DPass),以增强对点云的表示。实际上,通过利用辅助模态融合和多尺度融合到单个知识蒸馏(MSFSKD),2DAPS从多模式数据中获取更丰富的语义和结构信息,然后在线蒸馏到纯3D网络。结果,配备了2DAPS,我们的基线仅使用点云输入显示出显着的改进。具体而言,它在两个大规模的基准(即Semantickitti和Nuscenes)上实现了最先进的方法,其中包括TOP-1的semantickitti的单扫描和多次扫描竞赛。
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3D场景理解的最新进展探索了视觉接地(3DVG),以通过语言描述定位目标对象。但是,现有方法仅考虑整个句子和目标对象之间的依赖性,从而忽略了上下文与非目标之间的细粒度关系。在本文中,我们将3DVG扩展到更可靠和可解释的任务,称为3D短语意识接地(3DPAG)。 3DPAG任务旨在通过明确识别所有与短语相关的对象,然后根据上下文短语进行推理,旨在在3D场景中定位目标对象。为了解决这个问题,我们在可用的3DVG数据集中的170k句子中标记了大约400k短语级别的注释,即NR3D,SR3D和ScanRefer。通过利用这些开发的数据集,我们提出了一个新颖的框架,即Phraserefer,该框架通过短语对象对准优化以及短语特异性预训练来进行短语感知和对象级表示学习。在我们的环境中,我们将先前的3DVG方法扩展到短语感知方案,并提供指标以衡量3DPAG任务的解释性。广泛的结果证实,3DPAG有效地提高了3DVG,而Phraserefer分别在SR3D,NR3D和SCANREFER上分别达到三个数据集(即63.0%,54.4%和55.5%)的最先进。
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3D场景理解是一个相对新兴的研究领域。在本文中,我们介绍了3D现实世界场景(VQA-3D)中的视觉问题应答任务,旨在给出3D场景的所有可能的问题。为了解决这个问题,提出了第一个VQA-3D数据集,即CLEVR3D,其中包含在1,129个现实世界场景中的60k个问题。具体而言,我们开发一个问题发动机利用3D场景图结构来生成不同的推理问题,涵盖物体属性的问题(即,大小,颜色和材料)及其空间关系。建立在此数据集之上,我们进一步设计了第一个VQA-3D基线模型TransVQA3D。 TransVQA3D型号采用精心设计的变压器架构,实现优越的VQA-3D性能,与纯语言基线和先前的3D推理方法直接应用于3D场景。实验结果验证了VQA-3D作为辅助任务可以提高3D场景理解的性能,包括节点明智分类和全图识别的场景图分析。
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当前3D单个对象跟踪方法根据目标模板和搜索区域之间的特征比较来跟踪目标。然而,由于LIDAR扫描中的常见闭塞,因此在严重的稀疏和不完全形状上进行准确的特征比较是不普遍的。在这项工作中,我们利用了第一帧中给出的地面真相边界框作为强大的提示,以增强目标对象的功能描述,以简单而有效的方式实现更准确的功能比较。特别是,我们首先提出BoxCloud,一种信息和强大的表示,以描述使用点对框的关系来描绘对象。我们进一步设计了一个有效的箱子感知功能融合模块,它利用上述BoxCloud进行可靠的功能匹配和嵌入。将提议的一般组件集成到现有型号P2B中,我们构建了一个卓越的盒子感知跟踪器(BAT)。实验证实,我们提出的BAT在基蒂和NUSCENES基准上的大幅度优于先前的最先进,在精度方面取得了15.2%的改善,同时运行速度〜20%。
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