S-NERF: NEURAL RADIANCE FIELDS FOR STREETVIEWS

Abstract

作者提出了Street-view NeRF可以同时合成大型的静态背景和动态前景。文章亮点有以下

1. 作者重构了场景表达函数并优化了相机位姿

2. 作者提出了一种基于重投影的深度方法用来剔除depth outliers

3. S-NeRF可以重建动态车辆

4. 在nuscenes 和waymo上做了实验验证

作者把S-NeRF归类为Large-scale NeRF和Depth Supervised NeRF

Method

Camera Pose Processing

Pose Refinement:

作者使用了NeRF--在原有数据集的基础上做了pose的进一步优化(与此相似也可以进行其他的操作,见 GitHub - awesome-NeRF/awesome-NeRF: A curated list d 的pose estimation部分)

Moving Vehicles:

这个地方作者采用object-centric的思想,把坐标系转为vehicle的body坐标系,这样的话,就相当于小汽车没有动,只有相机在动了(水不转山转是吧)。

 

Representation of street scenes

Background Scenes:

说起来自动驾驶的场景往往都挺大的,怎么办呢?Mip-NeRF-360 scene parameterization 安排:

 Moving Vehicles:

首先创个initial mesh:主要是follow Geo Sim这篇文章(这个应该是没开源)

GeoSim: Realistic Video Simulation via Geometry-Aware Composition for Self-Driving | Yun Chen

然后就是Follow Soft Rasterizer的思路求解图像中Moving Vehicles的深度:

Soft rasterizer: A differentiable renderer for image-based 3d reasoning
 

Depth Supervision

作者首先试图补全深度,随后利用重投影置信度以及几何置信度对深度进行评估

深度补全:

将点云累积以后,利用NLSPN对深度进行补全。

NLSPN:

GitHub - zzangjinsun/NLSPN_ECCV20: Park et al., Non-Local Spatial Propagation Network for Depth Completion, ECCV, 2020

Reprojection Confidence

将target image 重投影到source image上:

 计算投影前后的误差:

Geometry Confidence

 根据重投影计算Geometry Consistency:

根据重投影计算Flow Consistency:

作者定义了一组参数\hat{\mathcal{C}}=\sum_i{\omega_i\mathcal{C}_i} , where \sum_i{\omega_i}=1, i \in {rgb,ssim,depth,flow} , 这组参数是learnable 的,可以将模型自动聚焦到正确的confidence上。

Loss设计

 比较难理解的是smooth loss的设计,这个作者是参考MINE这篇文章,这个我下篇文章再做笔记。

参考文献:

Xie, Ziyang, et al. "S-NeRF: Neural Radiance Fields for Street Views." arXiv preprint arXiv:2303.00749 (2023)


 

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