Reconstructing 3D geometry from \emph{unoriented} point clouds can benefit many downstream tasks. Recent methods mostly adopt a neural shape representation with a neural network to represent a signed distance field and fit the point cloud with an unsigned supervision. However, we observe that using unsigned supervision may cause severe ambiguities and often leads to \emph{unexpected} failures such as generating undesired surfaces in free space when reconstructing complex structures and struggle with reconstructing accurate surfaces. To reconstruct a better signed distance field, we propose semi-signed neural fitting (SSN-Fitting), which consists of a semi-signed supervision and a loss-based region sampling strategy. Our key insight is that signed supervision is more informative and regions that are obviously outside the object can be easily determined. Meanwhile, a novel importance sampling is proposed to accelerate the optimization and better reconstruct the fine details. Specifically, we voxelize and partition the object space into \emph{sign-known} and \emph{sign-uncertain} regions, in which different supervisions are applied. Also, we adaptively adjust the sampling rate of each voxel according to the tracked reconstruction loss, so that the network can focus more on the complex under-fitting regions. We conduct extensive experiments to demonstrate that SSN-Fitting achieves state-of-the-art performance under different settings on multiple datasets, including clean, density-varying, and noisy data.
翻译:重构 3D 从 emph{ undward} 点云的 3D 几何学可以从许多下游任务中受益。 最近的方法大多采用神经形状代表法, 包括神经网络, 以神经网络代表一个已签名的距离场, 并用未签名的监督来适应点云。 然而, 我们发现, 使用未签名的监督可能会造成严重的模糊性, 并常常导致 emph{ unput} 失败, 例如在重建复杂结构时在自由空间产生不理想的表面, 并在重建准确的表面时进行挣扎。 为了重建一个更好的签名的距离场, 我们提议半签名的神经装配( SSN- Fitting), 由半签名的监管和基于损失的区域取样战略组成。 我们的关键洞察力是, 签名的监管信息更加丰富, 并且显然在对象之外的区域可以很容易确定。 与此同时, 提议进行新的重要取样, 以加速优化和更好地重建精细的细节。 具体地说, 我们将物体的空间分割和分区分隔成 。 在不同的监管下,, 我们能够对每个损失区域进行更复杂的 进行更复杂的 的 进行 的 的 数据采集的 进行 进行 进行 的 进行 的 的 进行 进行 的 的 进行 进行 进行 的 的 的 的 进行 进行 的 的 的 进行 进行 的 的 的 的 的 进行 的 的 的 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 的 的 的 的 进行 进行 进行 进行 的 的 进行 进行 进行 进行 进行 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 进行 的 的 的 进行 的 的 的 进行 的 进行 的 的 进行 进行 的 进行 进行 的 进行 进行 进行 的 的 的 的 进行 的 的 的 的 的 的 的 的 进行 的 的 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 进行 的 进行