2D画像から瞬時に3Dシーンを構築する新アルゴリズム(Building 3D scenes from 2D images in an instant)

2025-08-06 ハーバード大学

ハーバード大学の研究チームは、2D画像約2,000枚から高品質な3Dシーンをわずか10秒で再構築する新アルゴリズムを開発した。AIによる深度予測と凸最適化を組み合わせ、従来のような段階的推測を不要にしたことで、高速かつ堅牢な処理を実現。従来法では約2時間かかっていた処理時間を大幅に短縮した。この技術は、ロボットの空間認識や自律走行など、リアルタイムな3D理解が求められる応用分野での活用が期待されている。

<関連情報>

凸最適化によるローマ建設 Building Rome with Convex Optimization

Haoyu Han, Heng Yang
arXiv  Published:last revised 1 Jul 2025 (this version, v4)
DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2502.04640

Abstract

Global bundle adjustment is made easy by depth prediction and convex optimization. We (i) propose a scaled bundle adjustment (SBA) formulation that lifts 2D keypoint measurements to 3D with learned depth, (ii) design an empirically tight convex semidfinite program (SDP) relaxation that solves SBA to certfiable global optimality, (iii) solve the SDP relaxations at extreme scale with Burer-Monteiro factorization and a CUDA-based trust-region Riemannian optimizer (dubbed XM), (iv) build a structure from motion (SfM) pipeline with XM as the optimization engine and show that XM-SfM compares favorably with existing pipelines in terms of reconstruction quality while being significantly faster, more scalable, and initialization-free.

1603情報システム・データ工学
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