灵活加权切向距离：用于点云完成的增强目标函数
摘要
切向距离（Chamfer Distance, CD）是点云完成的核心目标函数，但其固有的对称加权机制限制了生成结果的质量。通过对局部细节偏差和全局覆盖不足同样加以惩罚，标准CD常导致结构缺陷，如点聚集和不完整的空间结构。我们提出灵活加权切向距离（Flexible-weighted Chamfer Distance, FCD），将CD解耦为局部精度和全局完整性子目标。FCD采用非对称加权策略，优先考虑全局结构完整性，引导优化远离亚最优解。作为一个即插即用模块，开销极小，大量实验在最先进的网络上表明，FCD显著提升了全局分布指标，同时保持局部精度。具体而言，在ShapeNet55基准测试使用AdaPoinTr时，FCD将密度感知切向距离（DCD）降低约12.4%（从0.613降至0.537），有效缓解了点聚类。同样，在PCN数据集上，所提方法将Earth Mover's Distance（EMD）从23.79降至21.40，显示出在全局均匀性方面优于标准CD基线。此外，FCD在多样化任务和数据集上表现出色，包括真实扫描（KITTI）、工业组件（ABC）以及点云上采样（PU-GAN），均取得显著的定量提升，生成的点云在视觉上更均匀且结构更完整。这些结果凸显了FCD作为更广泛点云生成领域通用目标函数的潜力。
引用
@article{arxiv.2505.14218,
title = {Flexible-weighted Chamfer Distance: Enhanced Objective Function for Point Cloud Completion},
author = {Jie Li and Shengwei Tian and Long Yu and Xin Ning},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14218},
year = {2026}
}
备注
Accepted by IEEE TPAMI 2026. This is the author's version of the work. \c{opyright} 2026 IEEE. Personal use of this material is permitted. Code is available at this https URL [https://github.com/Carroll-Li/FCD]