High-quality Unknown Object Instance Segmentation via Quadruple Boundary Error Refinement

要約

構造化されていない環境での未知のオブジェクトの正確で効率的なセグメンテーションは、ロボット操作に不可欠です。
不明なオブジェクトインスタンスセグメンテーション（UOIS）は、不明なカテゴリと背景のすべてのオブジェクトを識別することを目的としており、さまざまなロボットタスクの重要な機能となっています。
ただし、既存の方法は、過剰セグメンテーションとセグメンテーションを過小評価することに苦労しており、把握などの操作タスクの失敗につながります。
これらの課題に対処するために、高品質のUOIのための新しいエラー情報の改良アプローチであるQuber（四重境界誤差の改良）を提案します。
Quberは、最初の推定四重境界誤差 – 正常陽性、真のネガティブ、偽陽性、および偽陰性ピクセル – 初期セグメンテーションのインスタンス境界で。
次に、エラーガイド付き融合メカニズムを使用してセグメンテーションを改良し、微細粒度とインスタンスレベルのセグメンテーションエラーの両方を効果的に修正します。
3つのパブリックベンチマークでの広範な評価は、Quberが最先端の方法を上回り、0.1秒未満の高速推論時間を維持しながら、さまざまなUOIメソッドを一貫して改善することを示しています。
さらに、Quberが乱雑な環境でターゲットオブジェクトを把握することの成功率を改善することを示します。
コードと補足資料は、https：//sites.google.com/view/uois-quberで入手できます。

要約(オリジナル)

Accurate and efficient segmentation of unknown objects in unstructured environments is essential for robotic manipulation. Unknown Object Instance Segmentation (UOIS), which aims to identify all objects in unknown categories and backgrounds, has become a key capability for various robotic tasks. However, existing methods struggle with over-segmentation and under-segmentation, leading to failures in manipulation tasks such as grasping. To address these challenges, we propose QuBER (Quadruple Boundary Error Refinement), a novel error-informed refinement approach for high-quality UOIS. QuBER first estimates quadruple boundary errors-true positive, true negative, false positive, and false negative pixels-at the instance boundaries of the initial segmentation. It then refines the segmentation using an error-guided fusion mechanism, effectively correcting both fine-grained and instance-level segmentation errors. Extensive evaluations on three public benchmarks demonstrate that QuBER outperforms state-of-the-art methods and consistently improves various UOIS methods while maintaining a fast inference time of less than 0.1 seconds. Furthermore, we show that QuBER improves the success rate of grasping target objects in cluttered environments. Code and supplementary materials are available at https://sites.google.com/view/uois-quber.

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