When depth sensors provide only 5% of needed measurements, reconstructing complete 3D scenes becomes difficult. Autonomous vehicles and robots cannot tolerate the geometric errors that sparse reconstruction introduces. We propose curvature regularization through a discrete Laplacian operator, achieving 18.1% better reconstruction accuracy than standard variational autoencoders. Our contribution challenges an implicit assumption in geometric deep learning: that combining multiple geometric constraints improves performance. A single well-designed regularization term not only matches but exceeds the effectiveness of complex multi-term formulations. The discrete Laplacian offers stable gradients and noise suppression with just 15% training overhead and zero inference cost. Code and models are available at https://github.com/Maryousefi/GeoVAE-3D.


翻译:当深度传感器仅提供所需测量值的5%时,完整三维场景的重建变得极为困难。自动驾驶车辆与机器人无法容忍稀疏重建引入的几何误差。我们通过离散拉普拉斯算子提出曲率正则化方法,相比标准变分自编码器实现了18.1%的重建精度提升。本研究的贡献在于挑战了几何深度学习中的一个隐含假设:即组合多个几何约束能提升性能。结果表明,单个精心设计的正则化项不仅能够匹配,甚至能超越复杂多约束组合方案的效果。离散拉普拉斯算子仅需15%的训练开销且零推理成本,即可提供稳定的梯度计算与噪声抑制能力。代码与模型已发布于 https://github.com/Maryousefi/GeoVAE-3D。

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