論文の概要: SparseGF: A Height-Aware Sparse Segmentation Framework with Context Compression for Robust Ground Filtering Across Urban to Natural Scenes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.21356v1
• Date: Thu, 23 Apr 2026 07:15:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.353936
• Title: SparseGF: A Height-Aware Sparse Segmentation Framework with Context Compression for Robust Ground Filtering Across Urban to Natural Scenes
• Title（参考訳）: SparseGF: 都市部から自然景観へのロバストな地層フィルタリングのための文脈圧縮型高認識スパースセグメンテーションフレームワーク
• Authors: Nannan Qin, Pengjie Tao, Haiyan Guan, Zhizhong Kang, Lingfei Ma, Xiangyun Hu, Jonathan Li,
• Abstract要約: SparseGFはコンテキスト圧縮で強化された高さ対応スパースセグメンテーションフレームワークである。 複雑な都市の景観、混合地形における競争結果、密集した森林地帯における中等度かつ非破滅的な精度で高いパフォーマンスを達成している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.187925022445434
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-quality digital terrain models derived from airborne laser scanning (ALS) data are essential for a wide range of geospatial analyses, and their generation typically relies on robust ground filtering (GF) to separate point clouds across diverse landscapes into ground and non-ground parts. Although current deep-learning-based GF methods have demonstrated impressive performance, especially in specific challenging terrains, their cross-scene generalization remains limited by two persistent issues: the context-detail dilemma in large-scale processing due to limited computational resources, and the random misclassification of tall objects arising from classification-only optimization. To overcome these limitations, we propose SparseGF, a height-aware sparse segmentation framework enhanced with context compression. It is built upon three key innovations: (1) a convex-mirror-inspired context compression module that condenses expansive contexts into compact representations while preserving central details; (2) a hybrid sparse voxel-point network architecture that effectively interprets compressed representations while mitigating compression-induced geometric distortion; and (3) a height-aware loss function that explicitly enforces topographic elevation priors during training to suppress random misclassification of tall objects. Extensive evaluations on two large-scale ALS benchmark datasets demonstrate that SparseGF delivers robust GF across urban to natural terrains, achieving leading performance in complex urban scenes, competitive results on mixed terrains, and moderate yet non-catastrophic accuracy in densely forested steep areas. This work offers new insights into deep-learning-based GF research and encourages further exploration toward truly cross-scene generalization for large-scale environmental monitoring.
• Abstract（参考訳）: 空中レーザースキャン(ALS)データから得られた高品質なデジタル地形モデルは、広範囲の地理空間解析に不可欠であり、その生成は、様々な地形をまたいだ点雲を地上と非地上に分離するために、堅牢な地層フィルタリング(GF)に依存している。 現在のディープラーニングベースのGF法は、特に困難な地形において顕著な性能を示しているが、それらのクロスシーンの一般化は、計算資源の制限による大規模処理におけるコンテキスト-詳細ジレンマと、分類のみの最適化による背の高い物体のランダムな誤分類の2つの問題によって制限されている。 これらの制約を克服するために,文脈圧縮により強化された高さ対応スパースセグメンテーションフレームワークであるSparseGFを提案する。 中心的な細部を保ちながら拡張コンテキストをコンパクトな表現に凝縮する凸ミラー型コンテキスト圧縮モジュール,圧縮誘起幾何歪みを緩和しながら圧縮表現を効果的に解釈するハイブリッド・スパース・ボクセル・ポイント・ネットワークアーキテクチャ,および,高次物体のランダムな誤分類を明示的に強制する高さ認識損失関数の3つの重要なイノベーションに基づいて構築されている。 2つの大規模ALSベンチマークデータセットの大規模な評価は、SparseGFが都市から自然の地形をまたいだ堅牢なGFを提供し、複雑な都市景観における先進的なパフォーマンス、混合地形における競争結果、密集した森林地帯における中等度かつ非破滅的な精度を達成していることを示している。 この研究は、ディープラーニングに基づくGF研究に関する新たな知見を提供し、大規模環境モニタリングのための真にクロスシーンな一般化に向けたさらなる探求を奨励する。

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