NeRF新突破，用启发式引导分割去除瞬态干扰物，无需额外先验知识

近年来，神经辐射场（Neural Radiance Field，NeRF）在三维场景重建和新视角合成方面取得了显著的成果。然而，NeRF方法的一个主要限制是它们假设场景是静态的，这使得它们在处理移动物体或阴影等瞬态干扰物时容易出现不理想的人工制品。

为了解决这个问题，最近有一项名为NeRF-HuGS（Heuristics-Guided Segmentation）的研究提出了一种新颖的方法，该方法利用启发式引导的分割技术来显著提高静态场景与瞬态干扰物的分离效果。这种方法通过将手工设计的启发式方法与最先进的分割模型的优势相结合，从而在处理非静态场景中的NeRF时取得了显著的改进。

NeRF-HuGS方法的核心思想是利用启发式方法来指导场景的分割，从而更好地区分静态和瞬态元素。具体来说，该方法引入了一种基于结构从运动（SfM）的启发式方法和一种基于颜色残差的启发式方法，以适应各种纹理特征。

基于SfM的启发式方法利用场景中的运动信息来检测和分割瞬态元素。通过分析场景中不同元素的运动模式，该方法可以识别出与静态背景相对的移动物体或阴影等瞬态干扰物。这种启发式方法的优势在于它能够处理各种运动模式，包括复杂的运动和遮挡情况。

基于颜色残差的启发式方法利用场景中不同元素之间的颜色差异来指导分割。通过计算场景中不同像素之间的颜色差异，该方法可以识别出与静态背景相对的具有不同颜色的瞬态元素。这种启发式方法的优势在于它能够处理具有不同纹理特征的场景，包括具有复杂颜色变化的场景。

NeRF-HuGS方法通过将这两种启发式方法与最先进的分割模型相结合，实现了对静态场景和瞬态干扰物的更准确、更鲁棒的分离。具体来说，该方法利用分割模型来对场景进行初步的分割，然后利用启发式方法来对分割结果进行细化和优化。通过这种方式，NeRF-HuGS方法能够更好地捕捉到场景中的细节和变化，从而生成更高质量的三维重建和新视角合成结果。

NeRF-HuGS方法的另一个重要贡献是它不需要任何额外的先验知识或训练数据。与之前的方法不同，NeRF-HuGS方法完全基于场景中固有的信息，如运动模式和颜色差异，来指导分割和分离过程。这使得NeRF-HuGS方法在处理各种不同的场景和任务时具有更大的灵活性和适应性。

然而，NeRF-HuGS方法也存在一些限制和挑战。首先，该方法的准确性和鲁棒性在很大程度上取决于所选择的启发式方法和分割模型的质量。如果这些方法不适用于特定的场景或任务，那么NeRF-HuGS方法的性能可能会受到影响。

其次，NeRF-HuGS方法的计算成本相对较高。由于该方法需要进行多次分割和优化步骤，因此对于大规模的场景或高分辨率的数据集来说，其计算时间和资源需求可能会成为一个限制因素。

最后，NeRF-HuGS方法目前还处于研究阶段，其实际应用和性能评估仍然需要进一步的研究和开发。虽然该方法在实验中展示了令人鼓舞的结果，但将其扩展到实际应用中仍然需要解决许多技术和实践挑战。

论文链接：https://arxiv.org/abs/2403.17537