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SqueezeSegV3:用于高效点云分割的自适应空间卷积

Chenfeng Xu Bichen Wu Zining Wang Wei Zhan Peter Vajda Kurt Keutzer Masayoshi Tomizuka

摘要

LiDAR点云分割是众多应用中的关键问题。在大规模点云分割任务中,目前的“事实标准”方法是将三维点云投影为二维LiDAR图像,然后使用卷积神经网络进行处理。尽管LiDAR图像与常规RGB图像在形式上具有相似性,但我们发现,LiDAR图像的特征分布会随图像位置的不同而发生显著变化。若采用标准卷积对这类图像进行处理,将带来问题:卷积核仅捕捉在图像特定区域活跃的局部特征,导致模型整体特征表达能力未能充分释放,进而降低分割性能。为解决该问题,我们提出空间自适应卷积(Spatially-Adaptive Convolution, SAC),根据输入图像的不同位置动态选择相应的卷积核。SAC可通过一系列逐元素乘法、im2col变换与标准卷积高效实现,具有良好的计算效率。该方法为通用框架,此前多项方法可视为其特例。基于SAC,我们构建了SqueezeSegV3模型用于LiDAR点云分割,在SemanticKITTI基准测试中,相较于所有先前发表的方法,mIoU指标提升至少3.7%,同时保持了相当的推理速度。


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