論文の概要: Overlap-Aware Feature Learning for Robust Unsupervised Domain Adaptation for 3D Semantic Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.01668v2
- Date: Sat, 12 Apr 2025 07:17:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 16:44:30.715133
- Title: Overlap-Aware Feature Learning for Robust Unsupervised Domain Adaptation for 3D Semantic Segmentation
- Title(参考訳): 3次元セマンティックセグメンテーションのためのロバストな教師なしドメイン適応のためのオーバーラップ型特徴学習
- Authors: Junjie Chen, Yuecong Xu, Haosheng Li, Kemi Ding,
- Abstract要約: 3Dポイントクラウドセマンティックセグメンテーション(PCSS)は、ロボットシステムと自律運転における環境認識の基礎である。
既存の方法は、現実の摂動(例えば、雪、霧、雨)と敵の歪みに固有の脆弱性を批判的に見落としている。
この研究は、まず、現在のPCSS-UDAロバスト性を損なう2つの本質的な制限を特定する。
1) 強靭性指標による敵攻撃・破壊タイプに対するレジリエンスを定量化する頑健性評価モデル,2) 注意誘導重複抑制による識別構造を維持しつつ,双方向のドメインマッピングを可能にする非可逆的注意アライメントモジュール(IAAM) とからなる三部構成のフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.578322021478426
- License:
- Abstract: 3D point cloud semantic segmentation (PCSS) is a cornerstone for environmental perception in robotic systems and autonomous driving, enabling precise scene understanding through point-wise classification. While unsupervised domain adaptation (UDA) mitigates label scarcity in PCSS, existing methods critically overlook the inherent vulnerability to real-world perturbations (e.g., snow, fog, rain) and adversarial distortions. This work first identifies two intrinsic limitations that undermine current PCSS-UDA robustness: (a) unsupervised features overlap from unaligned boundaries in shared-class regions and (b) feature structure erosion caused by domain-invariant learning that suppresses target-specific patterns. To address the proposed problems, we propose a tripartite framework consisting of: 1) a robustness evaluation model quantifying resilience against adversarial attack/corruption types through robustness metrics; 2) an invertible attention alignment module (IAAM) enabling bidirectional domain mapping while preserving discriminative structure via attention-guided overlap suppression; and 3) a contrastive memory bank with quality-aware contrastive learning that progressively refines pseudo-labels with feature quality for more discriminative representations. Extensive experiments on SynLiDAR-to-SemanticPOSS adaptation demonstrate a maximum mIoU improvement of 14.3\% under adversarial attack.
- Abstract(参考訳): 3Dポイントクラウドセマンティックセグメンテーション(3Dポイントクラウドセマンティックセグメンテーション、PCSS)は、ロボットシステムと自律運転における環境認識の基礎であり、ポイントワイズ分類による正確なシーン理解を可能にする。
教師なし領域適応(UDA)は、PCSSにおけるラベルの不足を緩和するが、既存の手法は、現実世界の摂動(例えば、雪、霧、雨)や敵の歪みに固有の脆弱性を著しく見落としている。
この研究は、まず、現在のPCSS-UDAロバスト性を損なう2つの本質的な制限を特定します。
(a)共有クラス領域における非整合境界から重複する教師なし機能
b) ターゲット固有のパターンを抑えるドメイン不変学習による特徴構造浸食。
提案する課題に対処するため,我々は以下の三部構成の枠組みを提案する。
1)ロバストネス指標による敵攻撃・破壊タイプに対するレジリエンスの定量化のためのロバストネス評価モデル
2 注意誘導重複抑制による識別構造を維持しつつ、双方向のドメインマッピングを可能にする非可逆的注意アライメントモジュール(IAAM)
3) 品質に配慮したコントラスト学習を施したコントラスト記憶バンクで, より差別的な表現のために, 特徴品質の擬似ラベルを段階的に洗練する。
SynLiDAR-to-SemanticPOSS適応に関する大規模な実験では、対向攻撃によるmIoUの最大14.3\%の改善が示されている。
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