論文の概要: TDACloud: Point Cloud Recognition Using Topological Data Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18725v1
- Date: Mon, 23 Jun 2025 14:59:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-24 19:06:37.040144
- Title: TDACloud: Point Cloud Recognition Using Topological Data Analysis
- Title(参考訳): TDACloud: トポロジカルデータ分析を用いたポイントクラウド認識
- Authors: Anirban Ghosh, Ian Dahlin, Ayan Dutta,
- Abstract要約: 本稿では,点群から局所的な記述子抽出のための新しい手法TDACloudを提案する。
ボキセル化とは異なり,提案手法は原点雲を入力とし,固定サイズのTDAディスクリプタベクトルを出力する。
以上の結果から,雑音条件下での認識精度が向上し,大規模実世界の位置認識が可能となった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.3693333349783923
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Point cloud-based object/place recognition remains a problem of interest in applications such as autonomous driving, scene reconstruction, and localization. Extracting meaningful local descriptors from a query point cloud that can be matched with the descriptors of the collected point clouds is a challenging problem. Furthermore, when the query point cloud is noisy or has been transformed (e.g., rotated), it adds to the complexity. To this end, we propose a novel methodology, named TDACloud, using Topological Data Analysis (TDA) for local descriptor extraction from a point cloud, which does not need resource-intensive GPU-based machine learning training. More specifically, we used the ATOL vectorization method to generate vectors for point clouds. Unlike voxelization, our proposed technique can take raw point clouds as inputs and outputs a fixed-size TDA-descriptor vector. To test the quality of the proposed TDACloud technique, we have implemented it on multiple real-world (e.g., Oxford RobotCar, KITTI-360) and realistic (e.g., ShapeNet) point cloud datasets for object and place recognition. We have also tested TDACloud on noisy and transformed test cases where the query point cloud has been scaled, translated, or rotated. Our results demonstrate high recognition accuracies in noisy conditions and large-scale real-world place recognition while outperforming the baselines by up to approximately 14%.
- Abstract(参考訳): ポイントクラウドベースのオブジェクト/場所認識は、自律運転、シーン再構築、ローカライゼーションといったアプリケーションに対する関心の問題のままである。
収集されたポイントクラウドのディスクリプタと一致するクエリポイントクラウドから意味のあるローカルディスクリプタを抽出することは、難しい問題である。
さらに、クエリポイントクラウドがノイズの多い場合、あるいは変換された場合(例えば、ローテーション)、複雑さが増す。
そこで本研究では,TDACloudという新しい手法を提案する。TDA(Topological Data Analysis)を用いて,リソース集約型GPUベースの機械学習トレーニングを必要としないポイントクラウドから局所的な記述子抽出を行う。
より具体的には,ATOLベクトル化法を用いて点雲のベクトルを生成する。
ボキセル化とは異なり,提案手法は原点雲を入力とし,固定サイズのTDAディスクリプタベクトルを出力する。
提案手法の質をテストするため,複数の実世界(オックスフォード・ロボットカー,KITTI-360)と現実的(例えばシェープネット)のクラウド・データセットを用いてオブジェクトと場所の認識を行う。
また、クエリポイントクラウドがスケール、翻訳、ローテーションされた場合、ノイズや変換されたテストケースでTDACloudをテストしました。
以上の結果から,騒音条件下での認識精度が向上し,大規模な実世界の位置認識が可能となり,ベースラインは最大14%向上した。
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