面向真实水下场景的时空降解感知式 3D 高斯溅射重建
计算机视觉与模式识别
2026-04-28 v1
摘要
从水下视频重建真实水下场景仍是多媒体领域中的一项有意义却富具挑战性的任务。水下成像中固有的时空降解，包括光斑、闪烁、衰减和背散射，常常导致现有 3D 重建方法在几何与外观上的不准确。虽然已有少数研究探索了水下降解感知式重建，但往往仅处理空间或时间降解，难以应对实际水下场景中同时存在两种降解的情况。我们提出了 MarineSTD-GS，一种基于 3D 高斯溅射的新型框架，显式建模两种时空降解，以实现真实水下场景的重建。具体而言，我们引入两个配对的高斯原始块：固有高斯原始块代表真实场景，而退化高斯原始块用于渲染退化观测结果。每个退化高斯原始块的颜色通过时空降解建模 (SDM) 模块从其配对的固有高斯原始块物理衍生，从而实现对真实外观与退化图像的自监督解耦。为确保训练稳定与几何准确性，我们进一步提出了深度引导的几何损失和多阶段优化策略。我们还构建了一个包含多样化时空降解及真实外观基准的数据集，以进行全面评估。在模拟数据和真实数据集上的实验表明，MarineSTD-GS 能稳健处理时空降解，并在新视角合成中超越现有方法，实现真实、无水的场景外观。
引用
@article{arxiv.2604.23551,
title = {Spatiotemporal Degradation-Aware 3D Gaussian Splatting for Realistic Underwater Scene Reconstruction},
author = {Shaohua Liu and Ning Gao and Zuoya Gu and Hongkun Dou and Yue Deng and Hongjue Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.23551},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 10 figures, 6 tables. Author version of the paper published in Proceedings of ACM Multimedia 2025