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Synthetic-to-real domain bridging for single-view 3D reconstruction of ships for maritime monitoring

Carrillo Perez, Borja Jesus und Sattler, Felix und Bueno Rodriguez, Angel und Stephan, Maurice und Barnes, Sarah (2025) Synthetic-to-real domain bridging for single-view 3D reconstruction of ships for maritime monitoring. In: Applications of Machine Learning 2025, Optical Engineering and Applications, SPIE, 13606, e136061. SPIE. Optical Engineering + Applications, 2025-08-03 - 2025-08-07, San Diego, California, United States. doi: 10.1117/12.3063784.

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Offizielle URL: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/13606/3063784/Synthetic-to-real-domain-bridging-for-single-view-3D-reconstruction/10.1117/12.3063784.short

Kurzfassung

Three-dimensional (3D) reconstruction of ships is an important part of maritime monitoring, allowing improved visualization, inspection, and decision-making in real-world monitoring environments. However, most state-of-the-art 3D reconstruction methods require multi-view supervision, annotated 3D ground truth, or are computationally intensive, making them impractical for real-time maritime deployment. In this work, we present an efficient pipeline for single-view 3D reconstruction of real ships by training entirely on synthetic data and requiring only a single view at inference. Our approach uses the Splatter Image network, which represents objects as sparse sets of 3D Gaussians for rapid and accurate reconstruction from single images. The model is first fine-tuned on synthetic ShapeNet vessels and further refined with a diverse custom dataset of 3D ships, bridging the domain gap between synthetic and real-world imagery. We integrate a state-of-the-art segmentation module based on YOLOv8 and custom preprocessing to ensure compatibility with the reconstruction network. Postprocessing steps include real-world scaling, centering, and orientation alignment, followed by georeferenced placement on an interactive web map using AIS metadata and homography-based mapping. Quantitative evaluation on synthetic validation data demonstrates strong reconstruction fidelity, while qualitative results on real maritime images from the ShipSG dataset confirm the potential for transfer to operational maritime settings. The final system provides interactive 3D inspection of real ships without requiring real-world 3D annotations. This pipeline provides an efficient, scalable solution for maritime monitoring and highlights a path toward real-time 3D ship visualization in practical applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/217484/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Synthetic-to-real domain bridging for single-view 3D reconstruction of ships for maritime monitoring
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Carrillo Perez, Borja JesusBorja.CarrilloPerez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, FelixFelix.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8869-282X194299588
Bueno Rodriguez, Angelangel.bueno (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stephan, MauriceMaurice.Stephan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barnes, SarahSarah.Barnes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 September 2025
Erschienen in:Applications of Machine Learning 2025, Optical Engineering and Applications, SPIE
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:13606
DOI:10.1117/12.3063784
Seitenbereich:e136061
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Zelinski, Michael E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taha, Tarek MNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Narayanan, BarathNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Awwal, Abdul A. S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Iftekharuddin, Khan M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:SPIE
Name der Reihe:Optical Engineering and Applications
Status:veröffentlicht
Stichwörter:3D modeling, 3D image reconstruction, 3D image processing, dataset creation
Veranstaltungstitel:Optical Engineering + Applications
Veranstaltungsort:San Diego, California, United States
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 August 2025
Veranstaltungsende:7 August 2025
Veranstalter :International Society for Optics and Photonics
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Digitalisierung
DLR - Forschungsgebiet:D DAT - Daten
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):D - Digitaler Atlas 2.0
Standort: Bremerhaven
Institute & Einrichtungen:Institut für den Schutz maritimer Infrastrukturen > Maritime Sicherheitstechnologien
Hinterlegt von: Sattler, Felix
Hinterlegt am:15 Okt 2025 14:10
Letzte Änderung:15 Okt 2025 14:10

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