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MoRE:面向铰接式3D生成的运动正则化编码

文章摘要

arXiv 新论文 MoRE 提出一种运动正则化编码方法,从单张图像生成带关节的铰接式3D物体。该方法以坐标对齐的关节直线编码消除原点任意性,并通过将解码出的关节用于驱动3D锚点、与其运动进行对比来监督表示学习,从而把关节属性重建与由此产生的运动绑定。在 PartNet-Mobility 与 ACD 数据集上,该方法在部件包围盒一致性、铰接状态几何与视觉相似度上优于对比基线,关节预测的轴、原点与范围误差也低于 ArtiLatent。

来源arXiv Computer Vision作者: Guantian Zheng, Shan Jin
MoRE:面向铰接式3D生成的运动正则化编码
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arXiv 于 2026 年 10 月 21 日收录了一篇题为《MoRE: Motion-Regularized Encoding for Articulated 3D Generation》(面向铰接式三维生成的运动正则化编码)的新论文,作者为 Guantian Zheng 及另一位合作者,提交时间为 2026 年 10 月 21 日 18:55:12 UTC,论文篇幅为 6 页,包含 3 幅图和 4 张表,归类于计算机视觉与模式识别(cs.CV)领域,arXiv 编号为 2610.30337(v1),DOI 为 https://doi.org/10.48550/arXiv.2610.30337,由 DataCite 发放(注册尚待完成)。

论文关注的核心问题是:从单张图像生成一个铰接式物体,需要同时恢复其外观以及支配各部件运动的机构。作者指出,仅仅对关节属性进行紧凑编码,并不能保证重建结果能够保留由这些关节所诱导的运动。换言之,即便关节参数被准确表示出来,若编码过程未与运动结果建立联系,重建出的三维模型在 articulation 时仍可能偏离真实运动。

为此,作者提出 MoRE,即运动正则化编码(Motion-Regularized Encoding)。在关节表示上,MoRE 采用与坐标轴对齐的关节线(joint lines)表示方式,配合轴分类(axis classification)以及两个与轴正交的 Plücker 矩系数。这种表示的关键优势在于消除了沿轴方向原点选择的任意性——传统表示往往需要人为指定关节轴上的一个原点,而 Plücker 矩系数使表示与原点的选取无关,从而使关节线表示更加规范。

在表示学习阶段,MoRE 将解码得到的关节假设用于移动对应的三维锚点(anchors),并将这些锚点的运动与标注关节的运动进行比较。作者还引入了一个对关节类型与轴方向的可微期望(differentiable expectation),把属性重建与由此诱导的运动耦合起来,使网络在学习关节属性时直接受到运动一致性的监督。这一设计正是“运动正则化”的核心所在:关节属性的重建不再孤立进行,而是与其产生的运动效果绑定。

在生成架构上,MoRE 使用一个以图像为条件的流模型(image-conditioned flow)来学习由此得到的功能性潜变量(functional latents),同时采用一个多状态自适应的高斯模型(multi-state-adapted Gaussian model)来提供外观。在推理阶段,恢复出的部件分配与关节可以对单一一组静息姿态(rest-pose)高斯进行 articulation,而无需为每一个状态重新生成整个物体,这显著提升了效率。

实验方面,作者在 PartNet-Mobility 与 ACD 两个数据集上进行了评估。结果显示,与所比较的基线方法相比,MoRE 在部件包围盒一致性、铰接状态下的几何质量以及视觉相似度方面表现更强;在关节预测上,相对于 ArtiLatent,MoRE 降低了轴、原点与范围(range)方面的误差。此外,受控消融实验支持了关节线编码设计的有效性,并表明运动监督能够降低锚点运动误差。

需要说明的是,作者在论文中表示代码与预训练检查点将在未来发布,因此目前尚无法直接复现或验证其结果。此外,上述性能结论均基于论文自身的实验设置与所选择的基线,读者在引用时应注意其对比范围与数据集限制。该论文的 HTML 版本标注为实验性,并提供了音频摘要等附加功能。

展开要点与分析

文章情报

工程师进阶

要点

  • 提出坐标对齐关节直线编码,用轴分类加两个轴正交 Plücker 矩系数表示关节,避免原点选择的任意性。
  • 引入运动监督:解码关节假设驱动3D锚点运动,并与标注关节的运动比较,从而把属性重建与诱发的运动耦合。
  • 用图像条件流模型学习功能性潜变量,多状态自适应高斯模型负责外观;推理时只对一组静止姿态高斯做铰接,无需逐状态重新生成。
  • 在 PartNet-Mobility 和 ACD 上,部件包围盒一致性、铰接几何与视觉相似度优于基线,关节轴/原点/范围误差低于 ArtiLatent;消融实验验证了编码与运动监督的有效性。

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。