近日，德國(guó)薩爾大學(xué)和馬克斯·普朗克信息學(xué)研究所的研究人員已經(jīng)加入英特爾，以使用不完整的3D掃描數(shù)據(jù)來(lái)改進(jìn)數(shù)字3D對(duì)象創(chuàng)建?！癡Conv-DAE”是一種卷積體積自動(dòng)編碼器，可以從噪聲數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)體積表示。

3D掃描具有廣泛的應(yīng)用范圍，從汽車和航空航天部門(mén)的逆向工程，到采集定制足部矯形器的解剖數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單地制作3D打印模型。

但是讓不完整或扭曲的3D掃描生成的數(shù)據(jù)可能是無(wú)效的。這不是偶然的事情：不正確的照明、3D掃描期間的移動(dòng)以及各種其他因素可能導(dǎo)致生成的3D模型具有嚴(yán)重的問(wèn)題。

解決這些問(wèn)題的最好辦法當(dāng)然是通過(guò)投資適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)備、穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)盤(pán)和各種其他工具來(lái)消除這些問(wèn)題。但是當(dāng)這些選項(xiàng)不可用時(shí)，必須探索其他路線。

一個(gè)潛在的路線剛剛由一個(gè)多技術(shù)和廣泛采購(gòu)的研究人員開(kāi)發(fā)，由來(lái)自計(jì)算巨頭英特爾和兩個(gè)德國(guó)研究機(jī)構(gòu)的代表組成：在慕尼黑的馬克斯·普朗克信息學(xué)研究所和在薩爾布呂肯的薩爾州大學(xué)。

這個(gè)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)一起開(kāi)發(fā)了VConv-DAE，一種深體積形狀學(xué)習(xí)編碼器，通過(guò)估計(jì)體素占用網(wǎng)格來(lái)學(xué)習(xí)嘈雜數(shù)據(jù)的體積表示。

研究人員說(shuō)，該工具非常適用于在3D掃描應(yīng)用中可能出現(xiàn)的“挑戰(zhàn)性任務(wù)，如去噪和形狀完成”。

“盡管3D掃描技術(shù)近年來(lái)取得了重大進(jìn)展，但數(shù)字和自動(dòng)捕獲真實(shí)物體的幾何形狀仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，”馬克斯·普朗克信息學(xué)研究所的“可擴(kuò)展學(xué)習(xí)和感知”組織的領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)ario Fritz說(shuō)道。

Fritz所說(shuō)的那種3D掃描設(shè)備并不一定是高端設(shè)備，而是像微軟Kinect這樣的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)輸入設(shè)備，它通常用于微軟Xbox游戲機(jī)上的視頻游戲。Kinect硬件的一個(gè)缺點(diǎn)是無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別各種紋理。這意味著太反射、斑駁或其他難以辨別的曲面可能會(huì)導(dǎo)致3D數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，這可能會(huì)影響3D打印。

“由此產(chǎn)生的有缺陷或甚至不完整的三維幾何形狀對(duì)于一系列應(yīng)用程序構(gòu)成了一個(gè)真正的問(wèn)題，例如在虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，與機(jī)器人或3D打印一起工作，”Fritz說(shuō)。

為了解決這些問(wèn)題，新開(kāi)發(fā)的VConv-DAE工具使用特殊的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從不完整的數(shù)據(jù)集中生成3D模型。

根據(jù)研究人員的說(shuō)法，編碼器成功的秘訣在于避免使用標(biāo)簽分配每個(gè)對(duì)象的直觀錯(cuò)誤：“培訓(xùn)以及由此產(chǎn)生的代表性與對(duì)象標(biāo)簽的概念有著強(qiáng)烈和不必要的聯(lián)系，”他們說(shuō)，他們的體素占用網(wǎng)格估計(jì)方法工作非常好。

有趣的是，新技術(shù)提供了“用于分類的競(jìng)爭(zhēng)性能”，同時(shí)也為形狀插值提供了有希望的結(jié)果。

最終，這可能有助于新一代的3D掃描工具，允許像Kinect這樣的簡(jiǎn)單硬件生成高精度的3D數(shù)據(jù)，而不會(huì)丟失任何信息。

就職于薩爾大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教授和德國(guó)人工智能研究中心（DFKI）的Philipp Slusallek說(shuō)，“將來(lái)必須能夠快速捕捉現(xiàn)實(shí)世界中的物體，并以現(xiàn)實(shí)的方式將其投射到數(shù)字世界中?！?/span>

Slusallek是歐洲聯(lián)合研究項(xiàng)目“分布式3D對(duì)象設(shè)計(jì)”（DISPORO）的領(lǐng)先人物。DISTRO是一個(gè)將歐洲視覺(jué)計(jì)算和3D計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)先實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合在一起的網(wǎng)絡(luò)，目的是在分布式3D對(duì)象設(shè)計(jì)、定制和制作領(lǐng)域培養(yǎng)新一代科學(xué)家、技術(shù)人員和企業(yè)家。