计算机工程与应用 ›› 2023, Vol. 59 ›› Issue (21): 159-166.DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.2303-0188
杨亚坤,王安红,冯泽文
YANG Yakun, WANG Anhong, FENG Zewen
摘要: 点云是一种重要的三维数据格式,能直观地描绘真实世界,然而点云的巨大数据量限制了其更加广泛的应用。为了简化点云并提高下游应用效率,提出了一种基于轻量级Transformer的任务驱动点云下采样方法。该网络包括特征提取模块和软采样模块,在特征提取模块中采用最先进的Transformer模型学习点云特征,考虑到计算和存储资源有限,将其设计为轻量化结构;在软采样模块中利用MLP和Gumbel-Softmax来模拟实际采样过程,得到下采样点云。为使采样点云适合后续应用任务,构造了一个包含任务损失、采样损失和约束损失的联合损失函数用于网络端到端训练。此外,为简化训练并方便实际应用,在基于轻量化Transformer的任务驱动点云下采样网络的基础上,还提出了多倍率下采样方法,它采用渐进式结构,结合多组采样损失,实现一个模型得到多个采样率下的点云。通过在ModelNet40和ShapeNetCore55数据集上进行点云分类任务和重建任务实验表明,所提方法在简化点云数量的同时,分类精度和重建精度得到良好保证,尤其是下采样点数较少时,相比于同类算法,任务性能更高。