This paper addresses the problem of generating dense point clouds from given sparse point clouds to model the underlying geometric structures of objects/scenes. To tackle this challenging issue, we propose a novel end-to-end learning-based framework. Specifically, by taking advantage of the linear approximation theorem, we first formulate the problem explicitly, which boils down to determining the interpolation weights and high-order approximation errors. Then, we design a lightweight neural network to adaptively learn unified and sorted interpolation weights as well as the high-order refinements, by analyzing the local geometry of the input point cloud. The proposed method can be interpreted by the explicit formulation, and thus is more memory-efficient than existing ones. In sharp contrast to the existing methods that work only for a pre-defined and fixed upsampling factor, the proposed framework only requires a single neural network with one-time training to handle various upsampling factors within a typical range, which is highly desired in real-world applications. In addition, we propose a simple yet effective training strategy to drive such a flexible ability. In addition, our method can handle non-uniformly distributed and noisy data well. Extensive experiments on both synthetic and real-world data demonstrate the superiority of the proposed method over state-of-the-art methods both quantitatively and qualitatively.


翻译:本文探讨从给定的稀少点云中生成密度点云的问题,以模拟物体/天的深重几何结构。为了应对这一具有挑战性的问题,我们提议了一个全新的端对端学习框架。具体地说,我们利用线性近似理论,首先明确地提出问题,将问题归结为确定内推权重和高端近似误差。然后,我们设计一个轻量神经网络,通过分析输入点云的本地几何方法来适应性地学习统一和分类的内插权重和高级改进。我们建议的方法可以通过明确的表述来解释,从而比现有方法更具有记忆效率。与目前仅用于预先确定和固定的标本要素的现有方法形成鲜明对照的是,拟议的框架只需要一个一次性培训的单一神经网络来处理典型范围内的各种抽样因素,这是现实世界应用中非常需要的。此外,我们提出一个简单而有效的培训战略来驱动这种灵活的能力。此外,我们的方法可以处理不单向型的高度和定性数据传播方式。此外,我们的方法可以同时展示不向世界范围展示不向上分配的高度质量数据的方法。

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