重なりを考慮した特徴学習による3Dセマンティックセグメンテーションのための堅牢な教師なしドメイン適応
Overlap-Aware Feature Learning for Robust Unsupervised Domain Adaptation for 3D Semantic Segmentation
3D点群セマンティックセグメンテーションの教師なしドメイン適応において、特徴の重なりと構造侵食の問題に対処するため、反転可能な注意アライメントと品質認識コントラスティブ学習を組み合わせた手法を提案し、敵対的攻撃下での堅牢性を向上させた。
著者: Junjie Chen, Yuecong Xu, Haosheng Li, Kemi Ding
分類: cs.CV, cs.RO
原文アブストラクト
3D point cloud semantic segmentation (PCSS) is a cornerstone for environmental perception in robotic systems and autonomous driving, enabling precise scene understanding through point-wise classification. While unsupervised domain adaptation (UDA) mitigates label scarcity in PCSS, existing methods critically overlook the inherent vulnerability to real-world perturbations (e.g., snow, fog, rain) and adversarial distortions. This work first identifies two intrinsic limitations that undermine current PCSS-UDA robustness: (a) unsupervised features overlap from unaligned boundaries in shared-class regions and (b) feature structure erosion caused by domain-invariant learning that suppresses target-specific patterns. To address the proposed problems, we propose a tripartite framework consisting of: 1) a robustness evaluation model quantifying resilience against adversarial attack/corruption types through robustness metrics; 2) an invertible attention alignment module (IAAM) enabling bidirectional domain mapping while preserving discriminative structure via attention-guided overlap suppression; and 3) a contrastive memory bank with quality-aware contrastive learning that progressively refines pseudo-labels with feature quality for more discriminative representations. Extensive experiments on SynLiDAR-to-SemanticPOSS adaptation demonstrate a maximum mIoU improvement of 14.3\% under adversarial attack.
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