時空間劣化を考慮する3Dガウススプラッティングによる現実的な水中シーン再構成

arXiv cs.CV / 2026/4/28

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要点

この論文は、水中映像から現実的な水中シーンを再構成する難しさに取り組み、既存の3D再構成手法がカスティクス、ちらつき、減衰、後方散乱などの「時空間の画像劣化」により幾何と見た目が不正確になると述べています。
MarineSTD-GSとして、3Dガウススプラッティングに基づき、時間的・空間的劣化を同時に明示的にモデル化してより現実的な再構成を行う枠組みを提案しています。
手法では、真のシーンを表すIntrinsic Gaussiansと観測された劣化を表すDegraded Gaussiansという2種類のペア化したガウス原子を用い、Degraded Gaussianの色をSpatiotemporal Degradation Modeling（SDM）モジュールでIntrinsicから物理的に導出します。
学習の安定性と幾何精度を高めるために、Depth-Guided Geometry LossとMulti-Stage Optimization戦略を導入し、シミュレーションおよび実環境データの両方で検証しています。
さらに、空間・時間の多様な劣化と正解の見た目を備えたシミュレーション用ベンチマークも構築し、水の影響を受けないシーン外観により近い現実的な新規視点合成で既存手法を上回ることを示しています。