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動作予測arXiv:2607.07001

3D認識LLMによる自己中心視点の人間動作予測

Ego-Human Motion Prediction with 3D-Aware LLM

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自己中心視点の映像と3Dシーン特徴から、将来の動作と説明文を同時に予測する新しいモデルEgo3DLMを提案。3D空間理解と言語生成を統合し、単一の自己回帰パスで姿勢と言語を相互に接地させる。

詳しい要約

1. どんなもの?

Ego3DLMは、一人称視点の人間動作予測を3Dシーン理解と言語生成と統合して行うフレームワーク。3点トラッキング、3Dシーン特徴、一人称ビデオを入力とし、過去・未来のポーズとナレーションを単一の自己回帰パスで同時にデコードする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来の手法は言語を意味的先行知識として利用するが、3D空間・意味的文脈を無視し、ポーズ予測と言語予測を別々の推論ストリームとして扱っていた。Ego3DLMは3Dシーン接地と、ポーズと言語の統合的な同時予測を導入し、相互接地によりクロスモーダル・時間的一貫性を実現する点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

手法の肝は、(1) 3Dシーン特徴と言語を統合する空間意味的シーン認識の事前学習、(2) 4つの出力(過去・未来のポーズ、過去・未来のナレーション)を単一パスで予測するホリスティックな指示チューニング、(3) ポーズと言語の忠実度を直接最適化するGRPOベースの強化学習(モーダル内・モーダル間報酬)の3段階訓練。

4. どうやって有効だと検証した?

Nymeriaベンチマークで評価し、将来動作予測、過去動作追跡、動作記述の各タスクで最先端性能を達成した。これにより、3Dシーン接地とホリスティックなクロスモーダル予測が物理的に妥当で意味的に一貫した動作予測をもたらすことを示した。

5. 議論はある?

要旨からは、提案手法の限界や倫理的考察などの議論は不明。ただし、3Dシーン特徴の取得方法や、3点トラッキングのみに依存する点、実世界でのロバスト性などが潜在的な議論として考えられるが、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研究は明示されていないが、関連手法として、言語を意味的先行知識として用いるegocentric motion forecastingの研究や、3Dシーン理解を統合した動作予測の研究が挙げられる。具体的には、Ego4DやNymeriaデータセットを用いた研究、LLMを利用した動作予測手法などが関連する。

※ 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: Yujin Bae, Jaewoo Jeong, Hyeonseong Kim, Kuk-Jin Yoon

分類: cs.CV

原文アブストラクト

Anticipating human motion from an egocentric perspective is fundamental for proactive assistance in AR/VR, human-robot collaboration, and embodied AI. While recent works incorporate language as a semantic prior to reduce the ill-posed nature of egocentric forecasting, they largely neglect the 3D spatial and semantic context that governs how motion unfolds, and treat pose and language prediction as separate inference streams. We introduce Ego3DLM, built on two core principles: accurate motion forecasting requires explicit spatial and semantic understanding of the 3D environment, and pose and language must be predicted holistically in a single pass, since motion is inherently tied to the semantic interpretation of actions being performed. Given three-point tracking, 3D scene features, and egocentric video, Ego3DLM simultaneously decodes past pose, future pose, past narration, and future narration in a single autoregressive pass, grounding predicted poses and descriptions in one another to enforce cross-modal and temporal consistency. We adopt a three-stage training scheme: (1) spatial-semantic scene awareness pretraining; (2) holistic instruction tuning over all four outputs in a single pass; and (3) GRPO-based reinforcement finetuning with intra- and inter-modal rewards that directly optimize pose-language fidelity. Experiments on the Nymeria benchmark demonstrate that Ego3DLM achieves state-of-the-art performance across future motion prediction, past motion tracking, and motion description, showing that 3D scene grounding and holistic cross-modal prediction yield physically plausible and semantically coherent motion forecasts. The project page is available at https://jaewoo97.github.io/Ego3DLM/.

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