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能動的知覚arXiv:2607.02497

探索してセグメント化:パノラマ参照セグメンテーションのための能動的知覚

Seek to Segment: Active Perception for Panoramic Referring Segmentation

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エージェントが360度環境を能動的に探索し、ユーザーの指示に従って対象物体をセグメンテーションする新しいタスク「能動的パノラマ参照セグメンテーション」を提案し、空間記憶を持つVLMベースのエージェントPanoSeekerを開発した。

詳しい要約

1. どんなもの?

本論文は、Embodied AIにおける能動的知覚の課題に対処するため、新しいタスクであるActive Panoramic Referring Segmentation (APRS)を導入する。このタスクでは、エージェントが360°環境内で視点を調整しながら、ユーザーの指示で指定された物体を探索し、セグメンテーションを行う。提案手法PanoSeekerは、Vision-Language Model (VLM)と明示的な空間視覚メモリであるEgoSphereを統合し、効率的な探索軌道を計画する。さらに、専門家による注釈付き探索軌道データセットを用いたSupervised Fine-Tuningと、Reinforcement Learningによる後訓練を行う。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

既存のReferring Segmentationモデルは、固定視点からの静的画像を受動的に処理するため、連続的な360°環境での能動的知覚が必要なEmbodied AIには適用できない。本論文は、能動的視点調整を伴うパノラマ参照セグメンテーションを初めて導入し、ヒューリスティックな走査に頼らず、EgoSphereによる空間メモリで非冗長な探索を実現する点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

PanoSeekerは、VLMとEgoSphereを統合する。EgoSphereは、逐次的な局所観測を統合した360°表現を保持し、エージェントが効率的な探索軌道を計画できるようにする。探索中は視点を調整し、目標を発見したら能動的に視点を合わせてセグメンテーションマスクを出力する。訓練は、専門家注釈付きデータセットでのSupervised Fine-Tuningと、探索効率を最適化するReinforcement Learning後訓練で構成される。

4. どうやって有効だと検証した?

新しく構築したAPRSベンチマークで実験を行い、PanoSeekerが探索効率とセグメンテーション精度の両方で、適応させたstate-of-the-artベースラインを大幅に上回ることを示した。

5. 議論はある?

要旨からは、提案手法の限界や倫理的影響などの議論は不明。ただし、APRSタスクの設定やEgoSphereのメモリ表現のスケーラビリティ、実環境でのロバスト性などが今後の課題となる可能性が考えられるが、要旨には明記されていない。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている関連研究は明示されていないが、Referring Segmentationの既存研究や、Embodied AIにおける能動的知覚、Vision-Language Modelを用いたナビゲーション、パノラマ画像理解に関する論文が関連する。具体的には、Referring Expression Segmentation、Visual Navigation、Panoptic Segmentationなどの分野の定番論文が挙げられる。

※ 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: Song Tang, Shuming Hu, Xincheng Shuai, Henghui Ding, Yu-Gang Jiang

分類: cs.CV

原文アブストラクト

Existing referring segmentation models passively process static images captured from fixed perspectives, limiting their applicability in Embodied AI, where agents must perform active perception in the continuous 360$^\circ$ environments. To bridge this gap, we introduce a novel task: Active Panoramic Referring Segmentation (APRS). In this setting, an agent is required to adjust its viewing direction ($Δθ, Δφ$) to explore the 360$^\circ$ environment, seeking the object specified by a user instruction for segmentation. To tackle this challenging task, we propose PanoSeeker, a memory-augmented agent for efficient APRS. Rather than relying on heuristic scanning, PanoSeeker integrates a Vision-Language Model (VLM) with EgoSphere, an explicit spatial visual memory. By progressively integrating sequential local observations into a unified 360$^\circ$ representation, EgoSphere enables the agent to plan efficient and non-redundant search trajectories. Once the target is found, the agent performs active viewpoint alignment and outputs the segmentation mask. Furthermore, we curate an expert-annotated search trajectory dataset with memory timelines for Supervised Fine-Tuning, followed by Reinforcement Learning post-training to explicitly optimize PanoSeeker's exploration efficiency. Extensive experiments on our newly established APRS benchmark demonstrate that PanoSeeker achieves superior search efficiency and segmentation accuracy, significantly outperforming adapted state-of-the-art baselines.

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