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シーン再構成arXiv:2610.05249

ArticuTable: 単一画像からインスタンスレベルの対話型剛体・関節式3D卓上シーンを生成

ArticuTable: Generating Instance-Level Interactive Rigid-Articulated 3D Tabletop Scenes from a Single Image

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単一画像から、パーツ単位で動かせる関節式オブジェクトを含む卓上3Dシーンを再構成し、入力視点と整合するレイアウトを復元するフレームワークを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 単一画像から、実行可能なパーツレベルの関節動作と入力視点に整合するシーン配置を持つ3Dテーブルトップシーンを再構築するフレームワーク。 - オブジェクトを関節アセットに変換し、シミュレーション可能なシーンを生成。 - 100のシミュレーション対応テーブルトップシーンからなるArticuTable-100も貢献。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の単一画像テーブルトップ再構築は、オブジェクトを単一の剛体として扱い、全体の剛体運動のみで、パーツレベルの関節動作が不可能だった。 - また、単一視点から複数の姿勢・スケールが考えられ、入力視点に整合するシーン配置の復元が困難だった。 - 本研究は、実行可能な関節動作と入力視点整合配置の両方を実現。

3. 技術・手法の肝は?

- オブジェクトモデリングにgeneration-robust articulation modeling (GRAM)を導入。 - マルチモーダル大規模言語モデルによる関節フィッティングと意味的状態推論を組み合わせ、不完全な単一プロキシメッシュから信頼できる関節パラメータと有効運動範囲を復元。 - シーン配置にprogressive semantic-geometric scene registration (PSGSR)を導入。 - メトリック、平面、入力視点の制約下で姿勢・スケール探索空間を段階的に狭め、構造認識意味対応で向きの曖昧さを解消。

4. どうやって有効だと検証した?

- 広範な評価とユーザスタディを実施。 - 視覚的忠実度、入力視点整合性、関節品質、物理的妥当性、シミュレーション準備性の各項目で強い性能を示した。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。 - 関連手法として、単一画像からの3D再構築、関節物体モデリング、シーン登録、マルチモーダル大規模言語モデルを挙げる。

※ 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: Kai Lv, Yibo Yin, Lijun Guo, Heng Fan, Kaihao Zhang, Xingping Dong

分類: cs.CV

原文アブストラクト

Embodied agents benefit from 3D environments that combine visual fidelity to real-world observations with physical interactivity. Existing single-image tabletop reconstruction methods recover plausible scene geometry but typically represent objects as monolithic rigid bodies, limiting interaction to whole-object rigid motion and precluding executable part-level articulation. Meanwhile, recovering a scene layout consistent with the input view remains challenging because a single observation may admit multiple plausible pose-scale configurations. We present ArticuTable, a single-image 3D tabletop reconstruction framework that recovers both executable part-level articulation and an input-view-consistent scene layout. For object modeling, we introduce generation-robust articulation modeling (GRAM), which combines joint fitting guided by a multimodal large language model with semantic state reasoning to recover reliable joint parameters and valid motion ranges from imperfect monolithic proxy meshes, thereby converting them into executable articulated assets. For scene layout, we introduce progressive semantic-geometric scene registration (PSGSR), which progressively narrows the pose-scale search space under complementary metric, planar, and input-view constraints and resolves orientation ambiguity through structure-aware semantic correspondences, yielding a scene layout consistent with the input view. We further contribute ArticuTable-100, a curated collection of 100 simulation-ready tabletop scenes. Extensive evaluation, including a user study, demonstrates strong performance across visual fidelity, input-view consistency, articulation quality, physical plausibility, and simulation readiness.

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