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3D視覚グラウンディングarXiv:2505.22429

視覚言語モデルによるゼロショット3D視覚グラウンディング

Zero-Shot 3D Visual Grounding from Vision-Language Models

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2Dの視覚言語モデルを活用し、3D専用の学習データなしで3Dシーン内の物体を自然言語で特定するゼロショット手法SeeGroundを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 3D Visual Grounding (3DVG) を対象とした研究 - 自然言語記述を用いて3Dシーン内の対象物体を特定するタスク - augmented reality や robotics への応用を想定 - SeeGround という zero-shot 3DVG フレームワークを提案 - 2D Vision-Language Models (VLMs) を活用 - 3D 固有の学習データを不要とする - 3D 特有の訓練を経ずに open-world 設定への拡張性を狙う

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存手法はラベル付き3Dデータと定義済みカテゴリに依存 - open-world 設定へのスケーラビリティが制限される - SeeGround は 2D VLMs を用いることで 3D 固有学習を回避 - zero-shot ベースラインに対し ScanRefer で 7.7%、Nr3D で 7.1% 改善 - 完全教師あり手法にも匹敵する性能を示す - 困難な条件下での汎化性の高さを示唆

3. 技術・手法の肝は?

- モダリティギャップを橋渡しする hybrid 入力形式を導入 - query に整合した rendered views - 空間情報を付与した textual descriptions - 2つの主要コンポーネント - Perspective Adaptation Module: query に基づき最適な視点を動的に選択 - Fusion Alignment Module: 視覚信号と空間信号を統合し位置特定精度を向上 - 2D VLMs を zero-shot で活用し 3D 専用学習を不要にする設計

4. どうやって有効だと検証した?

- ScanRefer と Nr3D で評価を実施 - zero-shot ベースラインとの比較で大幅改善を確認 - ScanRefer で 7.7% 向上 - Nr3D で 7.1% 向上 - 完全教師ありの代替手法に匹敵する結果を確認 - 困難な条件下での強い汎化性を示す結果を報告 - 詳細な実験設定は要旨からは不明

5. 議論はある?

- zero-shot で教師あり手法に匹敵する点を主張 - open-world 設定へのスケーラビリティ改善を強調 - 困難条件下での汎化性を議論 - 限界や失敗ケース、計算コスト、視点選択の頑健性に関する詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- ScanRefer および Nr3D のデータセット論文 - 比較対象である zero-shot 3DVG ベースライン(具体名は要旨からは不明) - 2D Vision-Language Models (VLMs) の代表的手法 - 3D Visual Grounding の fully supervised 手法 - rendered views を用いる 3D 認識・位置特定の関連研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Rong Li, Shijie Li, Lingdong Kong, Xulei Yang, Junwei Liang

分類: cs.CV, cs.RO

原文アブストラクト

3D Visual Grounding (3DVG) seeks to locate target objects in 3D scenes using natural language descriptions, enabling downstream applications such as augmented reality and robotics. Existing approaches typically rely on labeled 3D data and predefined categories, limiting scalability to open-world settings. We present SeeGround, a zero-shot 3DVG framework that leverages 2D Vision-Language Models (VLMs) to bypass the need for 3D-specific training. To bridge the modality gap, we introduce a hybrid input format that pairs query-aligned rendered views with spatially enriched textual descriptions. Our framework incorporates two core components: a Perspective Adaptation Module that dynamically selects optimal viewpoints based on the query, and a Fusion Alignment Module that integrates visual and spatial signals to enhance localization precision. Extensive evaluations on ScanRefer and Nr3D confirm that SeeGround achieves substantial improvements over existing zero-shot baselines -- outperforming them by 7.7% and 7.1%, respectively -- and even rivals fully supervised alternatives, demonstrating strong generalization under challenging conditions.

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