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NeuralLift-360:将野外的2D照片提升为3D物体

3D视觉工坊 来源:泡泡机器人SLAM 2023-04-16 10:02 次阅读

摘要

虚拟现实和增强现实(XR)带来了对3D内容生成的不断增长需求。然而,创建高质量的3D内容需要人类专家进行繁琐的工作。在本文中,我们研究了将单个图像提升为3D对象的具有挑战性的任务,并首次展示了能够生成与给定参考图像相对应的具有360°视图的可信3D对象。通过条件化参考图像,我们的模型可以满足从图像合成物体新视角的永恒好奇心。我们提出了NeuralLift-360,一种新颖框架,利用深度感知神经辐射场生成可信3D对象,并通过CLIP引导扩散先验学习概率驱动3D提升,并通过比例不变深度排名损失减轻深度误差。我们在真实和合成图像上进行了全面实验,在这些实验中,NeuralLift-360优于当前最先进方法。

主要贡献

• 针对野外的单张图片,我们展示了将其提升到3D的有前景的结果。我们使用NeRF作为有效的场景表示,并整合来自扩散模型的先验知识。

• 我们提出了一种以CLIP为引导的采样策略,有效地将扩散模型的先验知识与参考图像结合起来。

• 当参考图像难以精确描述时,我们在保持其生成多样内容以指导NeRF训练的能力的同时,对单张图像进行扩散模型的微调。

• 我们引入了一种使用排名信息的尺度不变深度监督。这种设计减轻了对准确多视角一致深度估计的需求,并扩大了我们算法的应用范围。

主要方法

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1.从单个2D图像中生成3D点云:首先,使用一个预训练的2D图像到3D点云模型来生成初始点云。然后,使用一个深度感知神经辐射场来对点云进行细化和修正。具体地,该神经辐射场将每个点的深度值作为输入,并输出一个向量场,该向量场将每个点移动到其正确的位置。

2.从3D点云中生成可渲染的3D网格:使用一个基于深度学习的方法来将点云转换为可渲染的3D网格。具体地,该方法使用一个编码器网络将3D点云编码为特征向量,并使用一个解码器网络将特征向量解码为可渲染的3D网格。

3.从可渲染的3D网格中生成360°视图:使用一个基于深度学习的方法来生成与给定参考图像相对应的具有360°视图的可信3D对象。具体地,该方法使用一个编码器网络将参考图像编码为特征向量,并使用一个解码器网络将特征向量解码为360°视图。

4.使用CLIP引导扩散先验学习概率驱动3D提升:使用一个基于扩散的方法来生成3D对象,并使用CLIP模型来指导扩散过程。具体地,该方法使用一个初始的3D对象,并通过多次迭代来扩散该对象。在每次迭代中,使用CLIP模型来计算当前3D对象与参考图像之间的相似度,并将相似度作为概率分布来指导扩散过程。

5.使用比例不变深度排名损失减轻深度误差:使用一个比例不变深度排名损失来训练模型,以减轻深度误差。具体地,该损失函数将每个像素的深度值与其在图像中的排名相关联,并使用比例不变的方式来计算损失。这种方法可以减轻深度误差,并提高模型的性能。

主要结果

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审核编辑 :李倩

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    的头像 发表于 12-07 09:28 7197次阅读

    解密图像显示控制器的3D功能

    ,消费者们已习惯了看到有纵深且能够旋转的物体,以及能在屏幕上移动来显示更多选项的菜单。iPad、iTouch和Android设备就是最好例证。成千上万的液晶显示驱动消费类设备都以具备3D功能作为核心的用户界面技术。 3D优于2D的原因显而易见。从清晰度来看,2D图像就像一张照片
    发表于 02-27 14:42 699次阅读
    解密图像显示控制器的<b>3D</b>功能

    Bigscreen与派拉蒙影业合作 2D3D电影引入VR影院中

    在2019年12月,VR社交平台Bigscreen宣布与派拉蒙影业合作,建立具有开创性的新合作伙伴关系,2D3D电影引入VR影院中。在第一个月中,成千上万的用户进入VR世界,与来自世界各地的影迷一起观看电影如《夺宝奇兵4:水晶头骨》、3D版《僵尸世界大战》、《少数派报告》等。
    发表于 01-13 14:11 1384次阅读

    Intel展出Lakefield芯片本体,CPU 2D3D

    该工艺的最大的特点是,改变了将不同IP模块使用同一工艺、放置在同一2D平面上的做法,改为3D立体式堆栈,而且不同IP模块可以灵活选择最适合自己的工艺制程。
    的头像 发表于 02-20 21:20 1621次阅读

    Facebook 3D照片使用范围扩大,不再局限于模式照片

    3D照片功能最早于2018年被引入,可以将带有丰富景深信息的人像模式照片,转化为有一定3D效果的图像,照片主体与背景间会有相互运动。
    的头像 发表于 02-29 09:27 1459次阅读

    微软新AI框架可在2D图像上生成3D图像

    已经有不少机构在 2D 图像转换为 3D 形式的方面进行了尝试,包括 Facebook、Nvidia 等公司的 AI 研究实验室,或是类似 Threedy.AI 这样的初创公司。
    的头像 发表于 03-07 14:23 2479次阅读

    3D 机器视觉为什么逐步取代 2D 识别技术?

    不难判断,在此趋势下,3D 机器视觉面临较快的增长趋势,3D 视觉未来逐步取代 2D 识别技术,在许多“痛点型应用场景”中大显身手,发展成为主流视觉系统。
    的头像 发表于 08-21 10:33 4352次阅读

    3D的感知技术及实践

    测量表面法向量估计 几何测量平面提取 3D重建从离散点云得到光滑曲面 3D重建ICP点云配准 3D重建SDF表面重建 应用例子:从稀疏的点云中,构造出可以3D打印的模型 3D物体分割、识别与测量 应用算法流程3D物体分割、识别与测量 应用算法流程静
    的头像 发表于 10-23 09:40 2429次阅读
    <b>3D</b>的感知技术及实践

    3D全息显示时代将到来!三星打造全息屏幕原型 2D屏上现3D图像

    在屏幕显示技术上,三星确实拥有不俗的实力,但过往的技术也只是基于2D平面显示,而在三星看来,未来是属于3D的。三星已经朝着全息图迈出了坚实的一步,它的原型薄板设备能以4K分辨率显示3D图像,并具有
    的头像 发表于 11-13 10:17 2104次阅读

    什么是3D相机,它与传统的2D相机相比有什么优势

    随着对精度和自动化的需求不断增加,3D机器视觉会变得越来越流行。业界认为,从2D3D的过渡将成为继黑白到彩色、低分辨率到高分辨率以及静态图像到电影之后的第四次革命。 1、什么是3D相机? 3D
    发表于 11-26 16:17 8489次阅读

    阿里研发全新3D AI算法,2D图片搜出3D模型

    AI技术的研究正在从2D走向更高难度的3D。12月3日,记者获悉,阿里技术团队研发了全新3D AI算法,可基于2D图片精准搜索出相应的3D模型,准确率大幅提升10%,可降低3D打印、VR看房、场景
    的头像 发表于 12-04 15:49 2718次阅读

    谷歌发明的由2D图像生成3D图像技术解析

    谷歌发明的由2D图像生成3D图像的技术,利用3D估计神经网络图像信息的补全以及预测,融合了拍摄角度、光照等信息,让生成的3D图像看起来更加逼真,这种技术对于三维建模以及工业应用都具有极大的指导意义。
    的头像 发表于 12-24 12:55 3664次阅读
    谷歌发明的由<b>2D</b>图像生成<b>3D</b>图像技术解析

    研究人员开发出2D材料转换为3D结构的新型机器学习算法

    应力下的变形,或流体流经多孔介质时不能单独使用 2D 数据进行精确建模。因此,用于提取这些特性的模拟技术的保真度部分取决于 3D 微观结构数据集的质量。 但很长一段时间以来,3D 复合材料的研究、设计和制造都是一大挑战。通
    的头像 发表于 04-18 10:07 1194次阅读

    一文带你看懂3D视觉

    3D视觉与2D视觉的技术差异 3D 视觉与 2D视觉技术的最大区别在于处理的数据类型不同。在 3D 视觉领域,被处理的对象通常是依靠 3D 传感器采集到的三维点云数据,而 2D 视觉技术主要被用于处理平面图像里的信息。这决定了 3D 视觉不仅能
    的头像 发表于 09-01 09:52 5345次阅读

    3d人脸识别和2d人脸识别的区别

    首先是3d人脸识别和2d人脸识别图像数据获取不同。3D人脸识别是以3D摄像头立体成像,而2D是以2D图像获取为基础的。
    发表于 02-05 16:00 1.7w次阅读

    AMD 3D堆叠缓存提升不俗,其他厂商为何不效仿?

    Ryzen 7 5800X3D可以视为5800X的升级版,为原本的32MB 2D L3缓存加上了64MB的3D V-Cache缓存,使得总L3缓存达到了
    的头像 发表于 04-13 01:06 5345次阅读

    工业级2D/3D复合光学精密测量传感器介绍

    继去年4月发布的中国首台3D线光谱共焦传感器引发行业广泛关注后,2022年4月18日,海伯森在3D视觉检测领域再次发力,正式发布中国首台一体式3D闪测传感器——“大菠萝”HPS-DBL60 。
    的头像 发表于 04-20 08:00 1299次阅读

    NVIDIA 3D MoMa:基于2D图像创建3D物体

    可逆渲染流程 NVIDIA 3D MoMa 将于本周在新奥尔良举行的计算机视觉和模式识别会议 CVPR 上亮相。
    的头像 发表于 06-23 11:00 750次阅读

    何为3D点云语义分割

    融合标注使用的3D标注工具仍以3D立体框为主,但在3D点云数据以外,还需要使用2D标注工具在点云数据相对应的2D图像中进行标注,3D点云数据中的标注对象与2D图像中的标注对象一一对应,具体形式如下:
    的头像 发表于 07-21 15:52 3832次阅读

    基于神经网络的2D3D的机器学习

    FSD beta所采用的voxel 3D NN的技术细节并未得到披露,从类似的一般性的公开方法来说,从2D单个图像中恢复出voxel 3D信息的方法是基于标准的Encoder—Decoder结构的。小编以一篇公开论文(V3DOR网络)为例,大致论述一下其背后的技术原理。
    发表于 10-11 15:32 338次阅读

    如何直接建立2D图像中的像素和3D点云中的点之间的对应关系

    准确描述和检测 2D3D 关键点对于建立跨图像和点云的对应关系至关重要。尽管已经提出了大量基于学习的 2D3D 局部特征描述符和检测器,但目前的研究对直接地匹配像素和点的共享描述符,以及联合关键点检测器的推导仍未得到充分探索。
    的头像 发表于 10-18 09:20 2303次阅读

    探索3D检测需要做哪些适配

    做为被动传感器的相机,其感光元件仅接收物体表面反射的环境光,3D场景经投影变换呈现在2D像平面上,成像过程深度信息丢失了。而当我们仅有图片时,想要估计物体在真实3D场景中所处的位置,这将是一个欠约束的问题。
    的头像 发表于 10-27 17:01 384次阅读

    探讨一下2D3D拓扑绝缘体

    这样的物理规范,具有很高的普适性,applicable 到所有维度空间。对二维 2D 拓扑绝缘体 (2D - TI) 和三维 3D 拓扑绝缘体 (3D - TI),其体 - 边对应性由图 1 所示的输运性质来表达最为简单直观。
    的头像 发表于 11-23 10:23 420次阅读

    NVIDIA提出Magic3D:高分辨率文本到3D内容创建

    Magic3D 还可以执行基于提示的 3D 网格编辑:给定低分辨率 3D 模型和基本提示,可以更改文本从而修改生成的模型内容。此外,作者还展示了保持画风,以及 2D 图像样式应用于 3D 模型的能力。
    的头像 发表于 11-25 11:33 418次阅读

    Maxwell 2D瞬态磁场仿真加速小技巧

    注意的是Maxwell 2D没有超线程功能,不能像Maxwell 3D那样,使用传统多线程技术调用多处理器并行求解同一个任务。
    的头像 发表于 01-07 10:41 1883次阅读

    浅谈电子集成技术先进封装的从2D3D,4D封装

    芯片上的集成主要以2D为主,晶体管以平铺的形式集成于晶圆平面;同样,PCB上的集成也是以2D为主,电子元器件平铺安装在PCB表面,因此,二者都属于2D集成。而针对于封装内的集成,情况就要复杂的多。
    发表于 02-05 10:41 500次阅读

    什么是3D NAND闪存?

    我们之前见过的闪存多属于Planar NAND平面闪存,也叫有2D NAND或者直接不提2D的,而3D 闪存,顾名思义,就是它是立体堆叠的,Intel之前用盖楼为例介绍了3D NAND,普通NAND是平房,那么3D NAND就是高楼大厦,建筑面积一下子就多起来了,理论上可以无线堆叠。
    的头像 发表于 03-30 14:02 605次阅读

    智造之眼®深入3D视觉应用

    随着检测精度要求越来越高,被测物体条件越来越复杂,2D视觉系统的缺陷也愈发突出,而3D视觉技术不断获得突破,未来或将成为视觉检测的主流。智造之眼®拥有自己开发的3D算法和软件,能够为客户提供快速、精准和稳定的视觉服务。
    的头像 发表于 01-03 15:43 0次阅读
    智造之眼®深入<b>3D</b>视觉应用

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