面向建筑的先验引导高斯溅射重建
计算机视觉与模式识别
2025-08-12 v1
摘要
近期高斯溅射(GS)技术的进展表明，其在逼真渲染和 3D 重建方面具有显著效果。其中，2D 高斯溅射(2DGS)因其展平化高斯表示和集成法线正则化，尤其适用于曲面重建。然而，其性能在大规模和复杂的城市场景中常因遮挡问题而下降，导致建筑重建不完整。我们提出 GS4Buildings，一种新型先验引导的高斯溅射方法，利用语义 3D 建筑模型的普遍性实现鲁棒且可扩展的建筑曲面重建。不同于传统结构从运动(SfM)管道，GS4Buildings 直接从低层次水平(LoD)2 语义 3D 建筑模型初始化高斯。此外，我们从平面建筑几何生成先验深度和法线图，并将其纳入优化过程，为曲面一致性和结构准确性提供强大的几何指导。我们还引入可选的建筑专注模式，将重建限制在建筑区域，实现 71.8% 的高斯原始部分减少，实现更高效和紧凑的表征。在城市数据集上的实验表明，GS4Buildings 在重建完整性提升 20.5%，几何准确性提升 32.8%。这些结果凸显了语义建筑模型集成以推动 GS 基于重建向现实城市应用（如智慧城市和数字孪生）的潜力。我们的项目地址：https://github.com/zqlin0521/GS4Buildings。
引用
@article{arxiv.2508.07355,
title = {GS4Buildings: Prior-Guided Gaussian Splatting for 3D Building Reconstruction},
author = {Qilin Zhang and Olaf Wysocki and Boris Jutzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07355},
year = {2025}
}
备注
Accepted for presentation at ISPRS 3D GeoInfo & Smart Data, Smart Cities 2025, Kashiwa, Japan. To appear in the ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences