虽然对2D图像的零射击学习（ZSL）进行了许多研究，但其在3D数据中的应用仍然是最近且稀缺的，只有几种方法限于分类。我们在3D数据上介绍了ZSL和广义ZSL（GZSL）的第一代生成方法，可以处理分类，并且是第一次语义分割。我们表明它达到或胜过了INTEMNET40对归纳ZSL和归纳GZSL的ModelNet40分类的最新状态。对于语义分割，我们创建了三个基准，用于评估此新ZSL任务，使用S3DIS，Scannet和Semantickitti进行评估。我们的实验表明，我们的方法优于强大的基线，我们另外为此任务提出。

零件代表不同对象的几何和语义相似性的基本单位。我们争辩说，部分知识应与观察到的对象课程中有款组合。对此，我们将3D组成零射击学习作为从看作识的零件泛化的问题，从而看成了语义分割。我们通过将任务与所提出的组成部分数据集进行基准测试，提供结构化研究。该数据集是通过处理原始PartNet来创建的，以最大化不同对象的部分重叠。现有点云部分段方法未能在此设置中概括到未遵守的对象类。作为解决方案，我们提出了分解共识，其将零件分割网络与部分评分网络相结合。我们方法的关键直觉是某些部件的分割掩码应该具有与其部分分数分开的零件分数的共识。在生成最合适的分割掩模之前在每个对象部分中定义的不同部分组合的两个网络原因。我们展示了我们的方法允许组成零射分段和广义零拍分类，并在两个任务中建立最先进的状态。

Despite significant progress in object categorization, in recent years, a number of important challenges remain; mainly, the ability to learn from limited labeled data and to recognize object classes within large, potentially open, set of labels. Zero-shot learning is one way of addressing these challenges, but it has only been shown to work with limited sized class vocabularies and typically requires separation between supervised and unsupervised classes, allowing former to inform the latter but not vice versa. We propose the notion of vocabulary-informed learning to alleviate the above mentioned challenges and address problems of supervised, zero-shot, generalized zero-shot and open set recognition using a unified framework. Specifically, we propose a weighted maximum margin framework for semantic manifold-based recognition that incorporates distance constraints from (both supervised and unsupervised) vocabulary atoms. Distance constraints ensure that labeled samples are projected closer to their correct prototypes, in the embedding space, than to others. We illustrate that resulting model shows improvements in supervised, zero-shot, generalized zero-shot, and large open set recognition, with up to 310K class vocabulary on Animal with Attributes and ImageNet datasets.

大量的研究与逼真的传感器数据的产生有关。激光点云是由复杂的模拟或学习的生成模型生成的。通常利用生成的数据来启用或改善下游感知算法。这些程序来自两个主要问题：首先，如何评估生成数据的现实主义？其次，更现实的数据还会导致更好的感知表现吗？本文解决了问题，并提出了一个新颖的指标，以量化LiDar Point Cloud的现实主义。通过训练代理分类任务，可以从现实世界和合成点云中学到相关功能。在一系列实验中，我们证明了我们的指标的应用来确定生成的LiDAR数据的现实主义，并将我们的度量的现实主义估计与分割模型的性能进行比较。我们确认我们的指标为下游细分性能提供了指示。

Traditional 3D scene understanding approaches rely on labeled 3D datasets to train a model for a single task with supervision. We propose OpenScene, an alternative approach where a model predicts dense features for 3D scene points that are co-embedded with text and image pixels in CLIP feature space. This zero-shot approach enables task-agnostic training and open-vocabulary queries. For example, to perform SOTA zero-shot 3D semantic segmentation it first infers CLIP features for every 3D point and later classifies them based on similarities to embeddings of arbitrary class labels. More interestingly, it enables a suite of open-vocabulary scene understanding applications that have never been done before. For example, it allows a user to enter an arbitrary text query and then see a heat map indicating which parts of a scene match. Our approach is effective at identifying objects, materials, affordances, activities, and room types in complex 3D scenes, all using a single model trained without any labeled 3D data.

We propose a new self-supervised method for pre-training the backbone of deep perception models operating on point clouds. The core idea is to train the model on a pretext task which is the reconstruction of the surface on which the 3D points are sampled, and to use the underlying latent vectors as input to the perception head. The intuition is that if the network is able to reconstruct the scene surface, given only sparse input points, then it probably also captures some fragments of semantic information, that can be used to boost an actual perception task. This principle has a very simple formulation, which makes it both easy to implement and widely applicable to a large range of 3D sensors and deep networks performing semantic segmentation or object detection. In fact, it supports a single-stream pipeline, as opposed to most contrastive learning approaches, allowing training on limited resources. We conducted extensive experiments on various autonomous driving datasets, involving very different kinds of lidars, for both semantic segmentation and object detection. The results show the effectiveness of our method to learn useful representations without any annotation, compared to existing approaches. Code is available at \href{https://github.com/valeoai/ALSO}{github.com/valeoai/ALSO}

零拍学习（ZSL）旨在识别培训时间没有可视化样本的类。要解决此问题，可以依赖每个类的语义描述。典型的ZSL模型学习所看到的类和相应的语义描述的视觉样本之间的映射，以便在测试时间的看不见的类上对此进行操作。最先进的方法依赖于从类的原型合成视觉特征的生成模型，从而可以以监督方式学习分类器。但是，这些方法通常偏向于所看到的类，其视觉实例是唯一可以与给定类原型匹配的类。我们提出了一种正规化方法，可以应用于任何条件生成的ZSL方法，只能利用语义类原型。它学会综合判断特征，以便在训练时间不可用的可能语义描述，即看不见的特征。在文献中常用的四个数据集中评估该方法，其在文献中通常用于感应和转换设置，结果对杠杆或上述现有方法的结果。

广义零射击学习（GZSL）旨在培训一个模型，以在某些输出类别在监督学习过程中未知的情况下对数据样本进行分类。为了解决这一具有挑战性的任务，GZSL利用可见的（源）和看不见的（目标）类的语义信息来弥合所见类和看不见的类之间的差距。自引入以来，已经制定了许多GZSL模型。在这篇评论论文中，我们介绍了有关GZSL的全面评论。首先，我们提供了GZSL的概述，包括问题和挑战。然后，我们为GZSL方法介绍了分层分类，并讨论了每个类别中的代表性方法。此外，我们讨论了GZSL的可用基准数据集和应用程序，以及有关研究差距和未来研究方向的讨论。

零射击动作识别是识别无视觉示例的识别性类别的任务，只有在没有看到看到的类别的seman-tic嵌入方式。问题可以看作是学习一个函数，该函数可以很好地讲述不见的阶级实例，而不会在类之间失去歧视。神经网络可以模拟视觉类别之间的复杂边界，从而将其作为监督模型的成功范围。但是，这些高度专业化的类边界可能不会从看不见的班级转移到看不见的类别。在本文中，我们提出了基于质心的表示，该表示将视觉和语义表示，同时考虑所有训练样本，通过这种方式，对看不见的课程的实例很好。我们使用强化学习对群集进行优化，这对我们的工作方法表明了至关重要的。我们称提出的甲壳类动物的命名为Claster，并观察到它在所有标准数据集中始终超过最先进的方法，包括UCF101，HMDB51和奥运会运动；在Thestandard Zero-shot评估和广义零射击学习中。此外，我们表明我们的模型在图像域也可以进行com的性能，在许多设置中表现出色。

深度学习极大地提高了语义细分的性能，但是，它的成功依赖于大量注释的培训数据的可用性。因此，许多努力致力于域自适应语义分割，重点是将语义知识从标记的源域转移到未标记的目标域。现有的自我训练方法通常需要多轮训练，而基于对抗训练的另一个流行框架已知对超参数敏感。在本文中，我们提出了一个易于训练的框架，该框架学习了域自适应语义分割的域不变原型。特别是，我们表明域的适应性与很少的学习共享一个共同的角色，因为两者都旨在识别一些从大量可见数据中学到的知识的看不见的数据。因此，我们提出了一个统一的框架，用于域适应和很少的学习。核心思想是使用从几个镜头注释的目标图像中提取的类原型来对源图像和目标图像的像素进行分类。我们的方法仅涉及一个阶段训练，不需要对大规模的未经通知的目标图像进行培训。此外，我们的方法可以扩展到域适应性和几乎没有射击学习的变体。关于适应GTA5到CITYSCAPES和合成景观的实验表明，我们的方法实现了对最先进的竞争性能。

零拍语义分割（ZS3）旨在分割培训中没有看到的新型类别。现有的作品将zs3作为像素级零拍分类问题，以及在仅使用文本预先培训的语言模型的帮助下，将语义知识从看见课程转移到未知一体。虽然简单，像素级ZS3配方显示了集成具有图像文本对预训练的视觉语言模型的有限能力，并且目前展示了愿景任务的巨大潜力。灵感来自观察，人类经常执行段级语义标签，我们建议将zs3分成两个子任务：1）将像素分组到段中的类别不可知的分组任务。 2）段的零拍分类任务。前者的子任务不涉及类别信息，可以直接传输到未安装类的组像素。后一子任务在段级执行，提供了一种自然的方式，可以利用预先培训的大规模视觉模型，用于ZS3的图像文本对（例如剪辑）。基于解耦制剂，我们提出了一种简单且有效的零拍语义分割模型，称为ZegFormer，这优于大幅边缘的先前方法，例如，Pascal VOC的35分和3分在Coco-在宫颈课程方面的东西。代码将在https://github.com/dingjiansw101/zegformer发布。

在过去的几年中，关于分类，检测和分割问题的3D学习领域取得了重大进展。现有的绝大多数研究都集中在规范的封闭式条件上，忽略了现实世界的内在开放性。这限制了需要管理新颖和未知信号的自主系统的能力。在这种情况下，利用3D数据可以是有价值的资产，因为它传达了有关感应物体和场景几何形状的丰富信息。本文提供了关于开放式3D学习的首次广泛研究。我们介绍了一种新颖的测试床，其设置在类别语义转移方面的难度增加，并且涵盖了内域（合成之间）和跨域（合成对真实）场景。此外，我们研究了相关的分布情况，并开放了2D文献，以了解其最新方法是否以及如何在3D数据上有效。我们广泛的基准测试在同一连贯的图片中定位了几种算法，从而揭示了它们的优势和局限性。我们的分析结果可能是未来量身定制的开放式3D模型的可靠立足点。

Semantic segmentation in 3D indoor scenes has achieved remarkable performance under the supervision of large-scale annotated data. However, previous works rely on the assumption that the training and testing data are of the same distribution, which may suffer from performance degradation when evaluated on the out-of-distribution scenes. To alleviate the annotation cost and the performance degradation, this paper introduces the synthetic-to-real domain generalization setting to this task. Specifically, the domain gap between synthetic and real-world point cloud data mainly lies in the different layouts and point patterns. To address these problems, we first propose a clustering instance mix (CINMix) augmentation technique to diversify the layouts of the source data. In addition, we augment the point patterns of the source data and introduce non-parametric multi-prototypes to ameliorate the intra-class variance enlarged by the augmented point patterns. The multi-prototypes can model the intra-class variance and rectify the global classifier in both training and inference stages. Experiments on the synthetic-to-real benchmark demonstrate that both CINMix and multi-prototypes can narrow the distribution gap and thus improve the generalization ability on real-world datasets.

弱监督的点云语义分割方法需要1 \％或更少的标签，希望实现与完全监督的方法几乎相同的性能，这些方法最近引起了广泛的研究关注。该框架中的一个典型解决方案是使用自我训练或伪标记来从点云本身挖掘监督，但忽略了图像中的关键信息。实际上，在激光雷达场景中广泛存在相机，而这种互补信息对于3D应用似乎非常重要。在本文中，我们提出了一种用于3D分割的新型交叉模式弱监督的方法，并结合了来自未标记图像的互补信息。基本上，我们设计了一个配备有效标签策略的双分支网络，以最大程度地发挥标签的力量，并直接实现2D到3D知识转移。之后，我们以期望最大（EM）的视角建立了一个跨模式的自我训练框架，该框架在伪标签估计和更新参数之间进行了迭代。在M-Step中，我们提出了一个跨模式关联学习，通过增强3D点和2D超级像素之间的周期矛盾性，从图像中挖掘互补的监督。在E-Step中，伪标签的自我校准机制被得出过滤噪声标签，从而为网络提供了更准确的标签，以进行全面训练。广泛的实验结果表明，我们的方法甚至优于最先进的竞争对手，而少于1 \％的主动选择注释。

最近对隐含形状表示的兴趣日益增长。与明确的陈述相反，他们没有解决局限性，他们很容易处理各种各样的表面拓扑。为了了解这些隐式表示，电流方法依赖于一定程度的形状监督（例如，内部/外部信息或距离形状知识），或者至少需要密集点云（以近似距离 - 到 - 到 - 形状）。相比之下，我们介绍{\方法}，一种用于学习形状表示的自我监督方法，从可能极其稀疏的点云。就像在水牛的针问题一样，我们在点云上“掉落”（样本）针头，认为，静统计地靠近表面，针端点位于表面的相对侧。不需要形状知识，点云可以高稀疏，例如，作为车辆获取的Lidar点云。以前的自我监督形状表示方法未能在这种数据上产生良好的结果。我们获得定量结果与现有的形状重建数据集上现有的监督方法标准，并在Kitti等硬自动驾驶数据集中显示有前途的定性结果。

Paris-Carla-3d是由移动激光器和相机系统构建的几个浓彩色点云的数据集。数据由两组具有来自开源Carla模拟器（700百万分）的合成数据和在巴黎市中获取的真实数据（6000万分），因此Paris-Carla-3d的名称。此数据集的一个优点是在开源Carla模拟器中模拟了相同的LIDAR和相机平台，因为用于生产真实数据的开源Carla Simulator。此外，使用Carla的语义标记的手动注释在真实数据上执行，允许将转移方法从合成到实际数据进行测试。该数据集的目的是提供一个具有挑战性的数据集，以评估和改进户外环境3D映射的困难视觉任务的方法：语义分段，实例分段和场景完成。对于每项任务，我们描述了评估协议以及建立基线的实验。

Jitendra Malik once said, "Supervision is the opium of the AI researcher". Most deep learning techniques heavily rely on extreme amounts of human labels to work effectively. In today's world, the rate of data creation greatly surpasses the rate of data annotation. Full reliance on human annotations is just a temporary means to solve current closed problems in AI. In reality, only a tiny fraction of data is annotated. Annotation Efficient Learning (AEL) is a study of algorithms to train models effectively with fewer annotations. To thrive in AEL environments, we need deep learning techniques that rely less on manual annotations (e.g., image, bounding-box, and per-pixel labels), but learn useful information from unlabeled data. In this thesis, we explore five different techniques for handling AEL.

当标签稀缺时，域的适应性是使学习能够学习的重要任务。尽管大多数作品仅着眼于图像模式，但有许多重要的多模式数据集。为了利用多模式的域适应性，我们提出了跨模式学习，在这种学习中，我们通过相互模仿在两种模式的预测之间执行一致性。我们限制了我们的网络，以对未标记的目标域数据进行正确预测，并在标记的数据和跨模式的一致预测中进行预测。在无监督和半监督的域适应设置中进行的实验证明了这种新型域适应策略的有效性。具体而言，我们评估了从2D图像，3D点云或两者都从3D语义分割的任务进行评估。我们利用最近的驾驶数据集生产各种域名适应场景，包括场景布局，照明，传感器设置和天气以及合成到现实的设置的变化。我们的方法在所有适应方案上都显着改善了以前的单模式适应基线。我们的代码可在https://github.com/valeoai/xmuda_journal上公开获取

Existing methods for large-scale point cloud semantic segmentation require expensive, tedious and error-prone manual point-wise annotations. Intuitively, weakly supervised training is a direct solution to reduce the cost of labeling. However, for weakly supervised large-scale point cloud semantic segmentation, too few annotations will inevitably lead to ineffective learning of network. We propose an effective weakly supervised method containing two components to solve the above problem. Firstly, we construct a pretext task, \textit{i.e.,} point cloud colorization, with a self-supervised learning to transfer the learned prior knowledge from a large amount of unlabeled point cloud to a weakly supervised network. In this way, the representation capability of the weakly supervised network can be improved by the guidance from a heterogeneous task. Besides, to generate pseudo label for unlabeled data, a sparse label propagation mechanism is proposed with the help of generated class prototypes, which is used to measure the classification confidence of unlabeled point. Our method is evaluated on large-scale point cloud datasets with different scenarios including indoor and outdoor. The experimental results show the large gain against existing weakly supervised and comparable results to fully supervised methods\footnote{Code based on mindspore: https://github.com/dmcv-ecnu/MindSpore\_ModelZoo/tree/main/WS3\_MindSpore}.

我们呈现Mix3D，一种用于分割大规模3D场景的数据增强技术。由于场景上下文有助于推理对象语义，因此当前的工作侧重于具有大容量和接收字段的模型，可以完全捕获输入3D场景的全局上下文。然而，强烈的背景前瞻可能会有不利的影响，就像错过了一个穿过街道的行人。在这项工作中，我们专注于平衡全球场景和局部几何形状的重要性，以概括在培训集中的上下文前方之外的目标。特别是，我们提出了一种“混合”技术，通过组合两个增强的场景来创造新的训练样本。通过这样做，对象实例被隐式地放入新颖的外观环境中，因此模型更难地依赖场景上下文，而是从本地结构推断出语义。我们进行详细的分析以了解全球背景，局部结构，局部结构和混合场景效果的重要性。在实验中，我们展示了Mix3D培训的模型从室内（Scannet，S3DIS）和室外数据集（Semantickitti）上的显着性能提升。 Mix3D可以逐渐与任何现有方法一起使用，例如，用Mix3D培训，MinkowsWinet在SCANNet测试基准78.1 Miou的显着边际占据了所有现有最先进的方法。代码可用：https://nekrasov.dev/mix3d/