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StructDepth:利用结构规律实现自监督室内深度估计
StructDepth:利用结构规律实现自监督室内深度估计
Boying Li Yuan Huang Zeyu Liu Danping Zou Wenxian Yu
摘要
自监督单目深度估计在室外数据集上已取得令人瞩目的性能表现。然而,在室内环境中,其性能显著下降,主要原因在于室内场景缺乏丰富的纹理信息。由于纹理稀疏,图像间的光度一致性过弱,难以有效训练出高质量的深度网络。受早期室内场景建模研究的启发,我们利用室内场景中普遍存在的结构规律性,以提升深度网络的训练效果。具体而言,我们在自监督训练中引入两种额外的监督信号:1)曼哈顿法向约束(Manhattan normal constraint),用于强制主要表面(如地板、天花板和墙壁)的法向与主导方向对齐;2)共面约束(co-planar constraint),即若空间中的点位于同一平面区域,则其应能被一个平面良好拟合。为生成上述监督信号,我们设计了两个组件:其一用于将主要表面的法向分类至主导方向;其二则在训练过程中实时检测平面区域。随着训练轮次的增加,预测深度逐渐趋于准确,由此生成的监督信号也随之提升,进而反向优化深度模型,形成良性循环。在多个室内基准数据集上的大量实验表明,所提出的网络在性能上优于当前最先进的方法。项目源代码已公开,可访问 https://github.com/SJTU-ViSYS/StructDepth 获取。