With the proliferation of Lidar sensors and 3D vision cameras, 3D point cloud analysis has attracted significant attention in recent years. After the success of the pioneer work PointNet, deep learning-based methods have been increasingly applied to various tasks, including 3D point cloud segmentation and 3D object classification. In this paper, we propose a novel 3D point cloud learning network, referred to as Dynamic Point Feature Aggregation Network (DPFA-Net), by selectively performing the neighborhood feature aggregation with dynamic pooling and an attention mechanism. DPFA-Net has two variants for semantic segmentation and classification of 3D point clouds. As the core module of the DPFA-Net, we propose a Feature Aggregation layer, in which features of the dynamic neighborhood of each point are aggregated via a self-attention mechanism. In contrast to other segmentation models, which aggregate features from fixed neighborhoods, our approach can aggregate features from different neighbors in different layers providing a more selective and broader view to the query points, and focusing more on the relevant features in a local neighborhood. In addition, to further improve the performance of the proposed semantic segmentation model, we present two novel approaches, namely Two-Stage BF-Net and BF-Regularization to exploit the background-foreground information. Experimental results show that the proposed DPFA-Net achieves the state-of-the-art overall accuracy score for semantic segmentation on the S3DIS dataset, and provides a consistently satisfactory performance across different tasks of semantic segmentation, part segmentation, and 3D object classification. It is also computationally more efficient compared to other methods.


翻译:随着利达尔传感器和3D视觉摄像头的激增, 3D点云分析近年来引起了人们的极大关注。 在先驱工作 PointNet 成功之后, 深学习方法越来越多地应用于各种任务, 包括 3D 点云分解和 3D 对象分类。 在本文中, 我们提出一个新的 3D 点云学习网络, 称为动态点特征聚合网络( DPFA- Net ), 以动态集合和关注机制有选择地执行邻里特征聚合。 DPFA- Net 有两种不同的语义分解和3D 点云分类。 作为DPFA- Net 的核心模块, 我们提出了一个基于深层学习的方法, 其中每个点的动态周边特征通过自我注意机制汇总。 与其他分解模式( 即固定街区的综合特征) 相比, 我们的方法可以将不同层次邻居的特征汇总到不同层次, 提供更有选择性和更广泛的观点, 并更侧重于本地社区的相关分解。 此外, 作为DP- DP3网络的核心分解模式的性功能, 我们展示了两个分解的分解结果, 。

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