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手姿勢予測arXiv:2607.15890

Exo2EgoPose: 外中心デモを活用した視覚言語ガイドによる自己中心3D手姿勢予測

Exo2EgoPose: Leveraging Exocentric Demonstrations for Vision-Language guided Egocentric 3D Hand Pose Forecasting

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自己中心視点の3D手姿勢予測タスクを新たに提案し、外中心視点のデモ動画をガイドとして活用するフレームワークを開発した。

詳しい要約

1. どんなもの?

本論文は、視覚観察、言語指示、およびポーズ状態から将来のEgo視点の3D手のポーズを予測する、Vision-Language guided Egocentric 3D Hand Pose Forecasting (VL-EHPF) タスクを提案する。提案手法Exo2EgoPoseは、Ego視点の限られた視野と動的な動きを補うために、全体的で安定したExo視点のデモンストレーションをガイダンスとして活用する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来研究は、情報が不十分な視覚入力のみを用いて粗い人間の動きを予測するか、VRM/VLAパラダイムに従い、ロボットデータの不足や人間とロボットの身体性のギャップに悩まされていた。本手法は、3D手のポーズを人間とロボットの行動を橋渡しする統一表現として用い、Exo視点のデモンストレーションを活用することで、これらの問題に対処する点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

手法の肝は、Dual-level Exocentric Reconstruction Module (DERM) とGlobal-to-Local Modulation Module (GLMM) の2つのモジュールである。DERMは、ペアのExoビデオを監視信号として使用し、ビデオレベルとチャンク化されたフレームレベルの表現を再構成することで、空間的文脈と時間的ダイナミクスをモデル化する。GLMMは、再構成された階層的Exo表現を注意機構と適応的変調を用いて段階的に特徴を洗練し、正確なEgo手のポーズ予測のための包括的なExoガイダンスを提供する。

4. どうやって有効だと検証した?

AssemblyHands、Ego-Exo4D、および新しく構築したEgoMe-poseベンチマークで広範な実験を行い、最先端の手法を大幅に上回る性能を示した。さらに、CALVINデータセットで人間からロボットへの転移能力が有効であることを実証した。

5. 議論はある?

要旨からは、議論の余地や限界についての具体的な記述は不明である。ただし、Ego視点の動的な動きや限られた視野をExoガイダンスで補うアプローチは、実世界の応用における計算コストや、Exoビデオの入手可能性に依存する可能性が考えられるが、要旨では言及されていない。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている関連研究として、VRM/VLAパラダイムに関する研究や、Ego-Exo4Dデータセットを用いた研究が挙げられる。また、3D手のポーズ推定や予測に関する一般的な研究も関連する。具体的な論文名は要旨に記載がないため、同分野の定番として、Ego-Exo4Dデータセットを提案した論文や、手のポーズ予測のためのTransformerベースの手法などが考えられる。

※ 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: Zhaofeng Shi, Heqian Qiu, Lanxiao Wang, Xiang Li, Hongliang Li

分類: cs.CV

原文アブストラクト

Perceiving multimodal cues and forecasting fine-grained actions from an egocentric (Ego) perspective is vital for applications like robot manipulation. However, previous studies either rely mainly on under-informed visual inputs to predict coarse human motions or follow the VRM/VLA paradigm, which suffers from insufficient robot data and the gap between human and robot embodiments. We observe that 3D hand pose naturally serves as a unified representation to bridge human-robot actions. Hence, we investigate an under-explored Vision-Language guided Egocentric 3D Hand Pose Forecasting (VL-EHPF) task, which aims to predict future Ego 3D hand poses from visual observations, a language instruction, and pose states. To overcome the limited field-of-view and highly dynamic motions in the Ego view, we propose a framework dubbed Exo2EgoPose, which innovatively leverages holistic and stable exocentric (Exo) demonstrations as guidance to compensate for partial and dynamic Ego-view cues. Specifically, we introduce a Dual-level Exocentric Reconstruction Module (DERM), which incorporates the paired Exo videos as supervision to reconstruct their video-level and chunked frame-level representations, thereby modeling spatial contexts and temporal dynamics. Then, the Global-to-Local Modulation Module (GLMM) utilizes the reconstructed hierarchical Exo representations for progressive feature refinement via attention mechanisms and adaptive modulation, enabling comprehensive Exo guidance for accurate Ego hand pose forecasting. Extensive experiments on \textit{AssemblyHands}, \textit{Ego-Exo4D}, and our newly constructed \textit{EgoMe-pose} benchmarks show the superiority of our method, which outperforms state-of-the-art methods by a large margin. Moreover, it demonstrates an effective human-to-robot transfer capability and yields improvements on the \textit{CALVIN} dataset.

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