3D point cloud anomaly detection is essential for robust vision systems but is challenged by pose variations and complex geometric anomalies. Existing patch-based methods often suffer from geometric fidelity issues due to discrete voxelization or projection-based representations, limiting fine-grained anomaly localization. We introduce Pose-Aware Signed Distance Field (PASDF), a novel framework that integrates 3D anomaly detection and repair by learning a continuous, pose-invariant shape representation. PASDF leverages a Pose Alignment Module for canonicalization and a SDF Network to dynamically incorporate pose, enabling implicit learning of high-fidelity anomaly repair templates from the continuous SDF. This facilitates precise pixel-level anomaly localization through an Anomaly-Aware Scoring Module. Crucially, the continuous 3D representation in PASDF extends beyond detection, facilitating in-situ anomaly repair. Experiments on Real3D-AD and Anomaly-ShapeNet demonstrate state-of-the-art performance, achieving high object-level AUROC scores of 80.2% and 90.0%, respectively. These results highlight the effectiveness of continuous geometric representations in advancing 3D anomaly detection and facilitating practical anomaly region repair. The code is available at https://github.com/ZZZBBBZZZ/PASDF to support further research.


翻译:三维点云异常检测对于鲁棒的视觉系统至关重要,但面临姿态变化和复杂几何异常的挑战。现有的基于局部块的方法常因离散体素化或基于投影的表征方式而存在几何保真度问题,限制了细粒度异常定位的精度。本文提出姿态感知符号距离场(PASDF),一种通过连续、姿态不变的形状表征学习来整合三维异常检测与修复的新框架。PASDF利用姿态对齐模块实现规范化,并通过SDF网络动态融合姿态信息,从而能够从连续SDF中隐式学习高保真异常修复模板。这通过异常感知评分模块实现了精确的像素级异常定位。关键在于,PASDF中的连续三维表征不仅限于检测,还能促进原位异常修复。在Real3D-AD和Anomaly-ShapeNet数据集上的实验展示了最先进的性能,分别达到80.2%和90.0%的高物体级AUROC分数。这些结果凸显了连续几何表征在推进三维异常检测和促进实用异常区域修复方面的有效性。代码发布于https://github.com/ZZZBBBZZZ/PASDF以支持进一步研究。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
【WWW2024】动态图信息瓶颈
专知会员服务
23+阅读 · 2024年2月13日
【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
【AAAI2022】基于变分信息瓶颈的图结构学习
专知会员服务
20+阅读 · 2021年12月18日
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2018年7月12日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
【WWW2024】动态图信息瓶颈
专知会员服务
23+阅读 · 2024年2月13日
【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
【AAAI2022】基于变分信息瓶颈的图结构学习
专知会员服务
20+阅读 · 2021年12月18日
相关资讯
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2018年7月12日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员