复制和粘贴:这是一个简单的概念。您在计算机上定义一些文本或图像，复制它，并将其粘贴到需要的位置。现在，想想你渴望的新皮沙发。流行的增强现实(AR)应用程序允许你将沙发的图像剪切并粘贴到客厅的照片中，在购买之前看看你是否喜欢它。
南加州大学维特比分校托马斯·洛德计算机科学系的一组研究人员现在已经开发出一种类似的技术，可以复制虚拟的3D物体，并将它们粘贴到真实的室内场景中。这创造了一个整体的自然和现实的图像在空间关系，对象的方向和照明方面。
更重要的是，这种被称为3D复制粘贴的技术可以教会计算机如何在多种不同的设置中识别虚拟的3D物体，而不必依赖于让人类向计算机输入大量数据的繁琐而昂贵的过程。
计算机科学教授Laurent Itti表示:“这是关于训练机器学习系统如何识别室内场景中的3D物体的方法，该方法可以显著改善现有的3D物体模型，并达到最先进的性能。”
12月11日至16日，在新奥尔良举行的第37届神经信息处理系统会议(NeurIPS 2023)上，伊蒂的博士生葛云浩(音译)发表了一篇题为《3D复制粘贴:单目3D检测中物理上合理的物体插入》的研究论文。
葛说:“这是第一篇表明我们可以将逼真的3D物体插入现实世界室内场景的论文，并创建足够的数据来训练人工智能模型，以扩大对这些物体的识别。”
Itti和Ge与斯坦福大学计算机科学助理教授吴家军和他的四年级博士生Hong-Xing“Koven”Yu，以及博世北美研究院的四位计算机科学家赵成、郭玉良、黄新宇和任柳合作完成了这个项目。
深刻的影响
3D复制-粘贴工具在人工智能领域被称为生成数据增强技术，其中算法被教导通过学习模式、趋势和关系来生成与人类创造的输出非常相似的连贯且有意义的内容。
Itti和Ge说，3D复制粘贴技术可能会对计算机图形学和计算机视觉领域产生“深远”的影响。
以自动驾驶技术为例。
牛的形象通常与牧场和其他田园风光联系在一起。
如果你想教自动驾驶汽车中的人工智能避免撞到你行驶的汽车前面的一头牛，人工智能一开始可能会感到困惑——奶牛通常不会出现在路中间。你必须喂它一张奶牛在汽车前面的图像，让它快速识别物体。
但3D复制粘贴工具允许计算机在各种环境中识别对象，而无需预先加载大量图像。它还能创造出现实世界中不存在的新图像——比如一只在月球上行走的牛——这些图像与室内环境的照片无缝地融合在一起，看起来在物理上似乎是可信的。
他解释说:“你不需要任何人来做手动标签，因为当这个虚拟的3D物体被插入到真实的室内场景中时，它会自动生成标签，供人工智能理解。”
Itti补充说:“这个工具可以生成一个物体图像的数百万种组合，这使得人工智能模型可以得到更好的训练，因为这个工具创建了高质量的数据。”
关键是让插入的物体在物理上看起来合理，这意味着它不会与现有物体“碰撞”，并且会有正确的照明。3D复制粘贴首先确定物理上可行的位置和插入对象的姿势，以防止与现有房间布局发生冲突。随后，它估计插入位置的空间变化照明，使虚拟物体沉浸式地融合到原始场景中，具有合理的外观和阴影。
简而言之，3D复制粘贴可以改善计算机在3D空间中观察和解释事物的方式。
“随着AR技术变得越来越广泛，并在各种应用中得到应用，”Ge说，“我们开发的技术可以帮助增强用户体验，使虚拟对象无缝地融入我们的现实世界。”
3D复制粘贴的另一个应用可能是工业工作流程的数字化。
Itti和Ge表示，随着工业企业转向数字化工作流程，并创建现实世界资产的数字双胞胎，将逼真的3D对象插入这些数字表示的能力变得至关重要。
他们说，3D复制-粘贴方法可以确保对这些数字双胞胎的任何虚拟添加，例如新的设备或结构，都以物理上准确和视觉上连贯的方式完成。
他说:“我们的研究结果强调了3D数据增强在提高3D感知任务性能方面的潜力，为研究和实际应用开辟了新的途径。”
更多资料:葛云浩等，3D复制粘贴:物理上合理的物体插入用于单目3D检测(2023)。引用本文:复制粘贴:新的人工智能工具帮助计算机解释世界(2023年，12月13日)2023年12月14日检索自https://techxplore.com/news/2023-12-ai-tool-world.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
