論文の概要: TSGS: Improving Gaussian Splatting for Transparent Surface Reconstruction via Normal and De-lighting Priors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12799v1
• Date: Thu, 17 Apr 2025 10:00:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-25 21:46:20.711607
• Title: TSGS: Improving Gaussian Splatting for Transparent Surface Reconstruction via Normal and De-lighting Priors
• Title（参考訳）: TSGS: 正常および脱光前駆体による透明表面再構成のためのガウススプラッティングの改善
• Authors: Mingwei Li, Pu Pang, Hehe Fan, Hua Huang, Yi Yang,
• Abstract要約: 我々は、幾何学学習と外観改善を分離する新しいフレームワークであるTransparent Surface Gaussian Splatting (TSGS)を紹介した。 幾何学学習の段階では、TSGSは、表面を正確に表現するために、スペクトル抑圧された入力を用いて幾何学に焦点を当てる。 深度推定を強化するため、TSGSは第1面の深度抽出法を採用している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.60777069381983
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Reconstructing transparent surfaces is essential for tasks such as robotic manipulation in labs, yet it poses a significant challenge for 3D reconstruction techniques like 3D Gaussian Splatting (3DGS). These methods often encounter a transparency-depth dilemma, where the pursuit of photorealistic rendering through standard $\alpha$-blending undermines geometric precision, resulting in considerable depth estimation errors for transparent materials. To address this issue, we introduce Transparent Surface Gaussian Splatting (TSGS), a new framework that separates geometry learning from appearance refinement. In the geometry learning stage, TSGS focuses on geometry by using specular-suppressed inputs to accurately represent surfaces. In the second stage, TSGS improves visual fidelity through anisotropic specular modeling, crucially maintaining the established opacity to ensure geometric accuracy. To enhance depth inference, TSGS employs a first-surface depth extraction method. This technique uses a sliding window over $\alpha$-blending weights to pinpoint the most likely surface location and calculates a robust weighted average depth. To evaluate the transparent surface reconstruction task under realistic conditions, we collect a TransLab dataset that includes complex transparent laboratory glassware. Extensive experiments on TransLab show that TSGS achieves accurate geometric reconstruction and realistic rendering of transparent objects simultaneously within the efficient 3DGS framework. Specifically, TSGS significantly surpasses current leading methods, achieving a 37.3% reduction in chamfer distance and an 8.0% improvement in F1 score compared to the top baseline. The code and dataset will be released at https://longxiang-ai.github.io/TSGS/.
• Abstract（参考訳）: 透明な表面を再構築することは、研究室でのロボット操作のようなタスクには不可欠だが、3Dガウス・スプレイティング(3DGS)のような3D再構成技術には大きな課題となる。 これらの手法はしばしば透明度ジレンマに遭遇し、標準的な$\alpha$-blendingによるフォトリアリスティックレンダリングの追求は幾何学的精度を損なう。 この問題に対処するために、幾何学学習と外観改善を分離する新しいフレームワークであるTransparent Surface Gaussian Splatting (TSGS)を紹介した。 幾何学学習の段階では、TSGSは、表面を正確に表現するために、スペクトル抑圧された入力を用いて幾何学に焦点を当てる。 第2段階では、TSGSは異方性スペクトルモデリングにより視力を改善するとともに、確立された不透明度を決定的に維持し、幾何学的精度を確保する。 深度推定を強化するため、TSGSは第1面の深度抽出法を採用している。 このテクニックは、$\alpha$-blending weightsの上のスライドウインドウを使用して、最も可能性の高い表面の位置を特定し、頑丈な重み付き平均深度を計算する。 現実的な条件下での透明な表面再構成タスクを評価するため,複雑な透明な実験室ガラスを含むTransLabデータセットを収集した。 TransLabの大規模な実験により、TSGSは効率的な3DGSフレームワーク内で、透明な物体の正確な幾何的再構成とリアルなレンダリングを実現している。 具体的には、TSGSは現在の先行手法を大幅に上回り、チェムファー距離を37.3%削減し、F1スコアをトップベースラインと比べて8.0%改善した。 コードとデータセットはhttps://longxiang-ai.github.io/TSGS/で公開される。

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