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3Dビジョン/シーン理解arXiv:2606.29513

シーンはプリミティブではなくオブジェクトとして捉える:非ポーズ視点からのインスタンス構造化3Dトークン化

Scenes as Objects, Not Primitives: Instance-Structured 3D Tokenization from Unposed Views

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非ポーズの多視点画像から、シーンをオブジェクト単位の3Dトークングループに分解するフィードフォワード手法を提案。再構成・セグメンテーション・操作を統一的に扱える。

詳しい要約

1. どんなもの?

未ポーズの多視点画像から、シーンをインスタンス構造化された3Dトークングループへ直接分解するフィードフォワードフレームワーク。各トークングループは、エンティティレベルの同一性を捉えるinstance tokenと、局所的な幾何・外観を符号化するanchor tokensを対にする。これらは3D Gaussiansの集合へデコードされ、再構成・セグメンテーション・操作が可能。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来のフィードフォワード再構成は密で非構造的な点やGaussiansを出力し、物体構造は事後的に復元していた。提案法は物体インスタンスを表現のネイティブなインターフェースとし、クラス非依存インスタンスセグメンテーションでper-scene最適化ベースラインを上回り、新規視点合成でも競争力を維持。

3. 技術・手法の肝は?

各トークングループがinstance token(同一性)とanchor tokens(局所幾何・外観)を対にし、3D Gaussiansへデコードする二段階因子化。物体同一性と局所外観を分離。微分可能レンダリングと再構成・セグメンテーションの同時監督で学習し、3Dアノテーション不要。

4. どうやって有効だと検証した?

クラス非依存インスタンスセグメンテーションと新規視点合成の指標で評価。さらに同一トークングループによるインスタンス単位のシーン編集(削除・移動・挿入)と、インスタンス数にスケールする効率的なopen-vocabulary 3Dインスタンス検索を実証。

5. 議論はある?

要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

per-scene最適化ベースライン、3D Gaussian Splatting、open-vocabulary 3Dインスタンス検索関連手法。

※ 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: Mijin Yoo, In Cho, Subin Jeon, Jiwoo Lee, Eunbyung Park, Seon Joo Kim

分類: cs.CV, cs.GR

原文アブストラクト

A 3D scene is understood through its objects, not the primitives that compose them. Yet feed-forward reconstruction methods output dense, unstructured sets of points or Gaussians, leaving object-level structure to be recovered after the fact. We propose a feed-forward framework that decomposes a scene into instance-structured 3D token groups directly from unposed multi-view images -- compact object-centric units from which reconstruction, segmentation, and manipulation all follow. Each token group pairs an instance token capturing entity-level identity with anchor tokens that encode local geometry and appearance, which are decoded into a set of 3D Gaussians. This two-level factorization decouples object identity from local appearance, making object instances a native interface of the representation rather than a derived product. The token groups are learned through differentiable rendering with joint reconstruction and segmentation supervision, requiring no 3D annotations. Our feed-forward model surpasses per-scene optimization baselines in class-agnostic instance segmentation while remaining competitive in novel view synthesis. Beyond these metrics, the same token groups directly unlock instance-level scene editing -- removing, translating, or inserting objects by operating on their groups -- as well as efficient open-vocabulary 3D instance retrieval, where retrieval complexity scales with the number of instances rather than primitives.

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