This paper presents a new end-to-end semi-supervised framework to learn a dense keypoint detector using unlabeled multiview images. A key challenge lies in finding the exact correspondences between the dense keypoints in multiple views since the inverse of keypoint mapping can be neither analytically derived nor differentiated. This limits applying existing multiview supervision approaches on sparse keypoint detection that rely on the exact correspondences. To address this challenge, we derive a new probabilistic epipolar constraint that encodes the two desired properties. (1) Soft correspondence: we define a matchability, which measures a likelihood of a point matching to the other image's corresponding point, thus relaxing the exact correspondences' requirement. (2) Geometric consistency: every point in the continuous correspondence fields must satisfy the multiview consistency collectively. We formulate a probabilistic epipolar constraint using a weighted average of epipolar errors through the matchability thereby generalizing the point-to-point geometric error to the field-to-field geometric error. This generalization facilitates learning a geometrically coherent dense keypoint detection model by utilizing a large number of unlabeled multiview images. Additionally, to prevent degenerative cases, we employ a distillation-based regularization by using a pretrained model. Finally, we design a new neural network architecture, made of twin networks, that effectively minimizes the probabilistic epipolar errors of all possible correspondences between two view images by building affinity matrices. Our method shows superior performance compared to existing methods, including non-differentiable bootstrapping in terms of keypoint accuracy, multiview consistency, and 3D reconstruction accuracy.


翻译:本文提出了一个新的端到端半监督框架, 用于学习使用未贴标签的多视图图像的密集关键点检测器。 一个关键的挑战在于找到多个视图中密度关键点之间的精确对应点, 因为对关键点映射的反面无法从分析角度得出, 也无法区分。 对于依赖精确对应的稀疏关键点检测, 本文提出了一个新的端到端的半监督框架 。 为了应对这一挑战, 我们产生了一个新的概率性向上偏差限制, 将两种想要的属性编码成 。 (1) 软对等: 我们定义了匹配性, 测量了与其他图像对应点的精确度匹配的可能性, 从而放松了对等性要求。 (2) 几何一致性: 连续通信字段中的每一点都必须集体满足多视图的一致性。 我们通过匹配性偏重的偏差平均值, 将点对点对点的测深差误差与实地对地基的精确度误差, 这个一般化有助于学习一个对称性基点的对等度建模模型, 包括使用大量不精确的对等的对等的对等的对等性图像,, 将我们使用一个未加固化的双级的网络的对等的对等的对等结构, 。

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