論文の概要: CFSSeg: Closed-Form Solution for Class-Incremental Semantic Segmentation of 2D Images and 3D Point Clouds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.10834v2
• Date: Sat, 12 Apr 2025 12:04:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-15 19:48:45.530113
• Title: CFSSeg: Closed-Form Solution for Class-Incremental Semantic Segmentation of 2D Images and 3D Point Clouds
• Title（参考訳）: CFSSeg:2次元画像と3次元点雲のクラスインクリメンタルセマンティックセマンティックセマンティックセグメンテーションのためのクローズドフォームソリューション
• Authors: Jiaxu Li, Rui Li, Jianyu Qi, Songning Lai, Linpu Lv, Kejia Fan, Jianheng Tang, Yutao Yue, Dongzhan Zhou, Yuanhuai Liu, Huiping Zhuang,
• Abstract要約: クラスインクリメンタルセマンティックセグメンテーション(CSS)では、事前知識を維持しながら、新たなセマンティックカテゴリを漸進的に学習する必要がある。 CFSSegは, クローズド・フォーム・ソリューションを応用した, 斬新な外見のない手法である。 これにより、反復的な勾配ベースの最適化と過去のデータの保存が不要になり、ステップ毎に新しいサンプルを1回だけ通過する必要がなくなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.765104818970277
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: 2D images and 3D point clouds are foundational data types for multimedia applications, including real-time video analysis, augmented reality (AR), and 3D scene understanding. Class-incremental semantic segmentation (CSS) requires incrementally learning new semantic categories while retaining prior knowledge. Existing methods typically rely on computationally expensive training based on stochastic gradient descent, employing complex regularization or exemplar replay. However, stochastic gradient descent-based approaches inevitably update the model's weights for past knowledge, leading to catastrophic forgetting, a problem exacerbated by pixel/point-level granularity. To address these challenges, we propose CFSSeg, a novel exemplar-free approach that leverages a closed-form solution, offering a practical and theoretically grounded solution for continual semantic segmentation tasks. This eliminates the need for iterative gradient-based optimization and storage of past data, requiring only a single pass through new samples per step. It not only enhances computational efficiency but also provides a practical solution for dynamic, privacy-sensitive multimedia environments. Extensive experiments on 2D and 3D benchmark datasets such as Pascal VOC2012, S3DIS, and ScanNet demonstrate CFSSeg's superior performance.
• Abstract（参考訳）: 2D画像と3Dポイントクラウドは、リアルタイムビデオ分析、拡張現実(AR)、3Dシーン理解など、マルチメディアアプリケーションの基本データタイプである。 クラスインクリメンタルセマンティックセグメンテーション(CSS)では、事前知識を維持しながら、新たなセマンティックカテゴリを漸進的に学習する必要がある。 既存の手法は一般に確率勾配勾配に基づく計算コストの高い訓練に依存し、複雑な正規化や模範的な再生を用いる。 しかし、確率勾配勾配に基づくアプローチは、過去の知識に対するモデルの重みを必然的に更新し、破滅的な忘れを招き、ピクセル/ポイントレベルの粒度が悪化する。 これらの課題に対処するために, CFSSegを提案する。CFSSegは, クローズドフォームの解を利用して, 連続的なセマンティックセグメンテーションタスクに対して, 実用的で理論的に基礎的な解を提供する。 これにより、反復的な勾配ベースの最適化と過去のデータの保存が不要になり、ステップ毎に新しいサンプルを1回だけ通過する必要がなくなる。 計算効率を向上するだけでなく、動的でプライバシーに敏感なマルチメディア環境に実用的なソリューションを提供する。 Pascal VOC2012、S3DIS、ScanNetといった2Dおよび3Dベンチマークデータセットに関する大規模な実験は、CFSSegの優れたパフォーマンスを示している。

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