Human pose estimation has been widely applied in various industries. While recent decades have witnessed the introduction of many advanced two-dimensional (2D) human pose estimation solutions, three-dimensional (3D) human pose estimation is still an active research field in computer vision. Generally speaking, 3D human pose estimation methods can be divided into two categories: single-stage and two-stage. In this paper, we focused on the 2D-to-3D lifting process in the two-stage methods and proposed a more advanced baseline model for 3D human pose estimation, based on the existing solutions. Our improvements include optimization of machine learning models and multiple parameters, as well as introduction of a weighted loss to the training model. Finally, we used the Human3.6M benchmark to test the final performance and it did produce satisfactory results.
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大多数实时人类姿势估计方法都基于检测接头位置。使用检测到的关节位置,可以计算偏差和肢体的俯仰。然而,由于这种旋转轴仍然不观察,因此不能计算沿着肢体沿着肢体至关重要的曲折,这对于诸如体育分析和计算机动画至关重要。在本文中,我们引入了方向关键点,一种用于估计骨骼关节的全位置和旋转的新方法,仅使用单帧RGB图像。灵感来自Motion-Capture Systems如何使用一组点标记来估计全骨骼旋转,我们的方法使用虚拟标记来生成足够的信息,以便准确地推断使用简单的后处理。旋转预测改善了接头角度最佳报告的平均误差48%,并且在15个骨骼旋转中实现了93%的精度。该方法还通过MPJPE在原理数据集上测量,通过MPJPE测量,该方法还改善了当前的最新结果14%,并概括为野外数据集。
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3D pose estimation is a challenging problem in computer vision. Most of the existing neural-network-based approaches address color or depth images through convolution networks (CNNs). In this paper, we study the task of 3D human pose estimation from depth images. Different from the existing CNN-based human pose estimation method, we propose a deep human pose network for 3D pose estimation by taking the point cloud data as input data to model the surface of complex human structures. We first cast the 3D human pose estimation from 2D depth images to 3D point clouds and directly predict the 3D joint position. Our experiments on two public datasets show that our approach achieves higher accuracy than previous state-of-art methods. The reported results on both ITOP and EVAL datasets demonstrate the effectiveness of our method on the targeted tasks.
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本文认为共同解决估计3D人体的高度相关任务,并从RGB图像序列预测未来的3D运动。基于Lie代数姿势表示,提出了一种新的自投影机制,自然保留了人类运动运动学。通过基于编码器 - 解码器拓扑的序列到序列的多任务架构进一步促进了这一点,这使我们能够利用两个任务共享的公共场所。最后,提出了一个全球细化模块来提高框架的性能。我们的方法称为PoMomemet的效力是通过消融测试和人文3.6M和Humaneva-I基准的实证评估,从而获得与最先进的竞争性能。
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内部的姿势估计显示出在医院患者监测,睡眠研究和智能家居等领域的价值。在本文中,我们探讨了借助现有的姿势估计器,从高度模棱两可的压力数据中检测身体姿势的不同策略。我们通过直接使用或通过在两个压力数据集上对其进行重新训练来检查预训练的姿势估计器的性能。我们还利用可学习的预处理域适应步骤探索了其他策略,该步骤将模糊的压力图转换为更接近共同目的姿势估计模块的预期输入空间的表示。因此,我们使用了具有多个尺度的完全卷积网络,以向预训练的姿势估计模块提供压力图的姿势特异性特征。我们对不同方法的完整分析表明,在压力数据上,可学习的预处理模块的组合以及重新训练基于图像的姿势估计器能够克服诸如高度模糊的压力点之类的问题,以实现很高的姿势估计准确性。
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实时3D人姿势估计对于人类计算机相互作用至关重要。仅从单眼视频中估算3D人类姿势是便宜且实用的。然而,最近基于骨剪接的3D人姿势估计方法带来了累积错误的问题。在本文中,提出了虚拟骨头的概念来解决这一挑战。虚拟骨头是非粘合关节之间的虚骨。它们在现实中并不存在,但它们为3D人类关节的估计带来了新的循环限制。本文提出的网络同时预测了真实的骨骼和虚拟骨骼。由预测的真实骨骼和虚拟骨骼构造的环的最终长度受到限制和学习。此外,考虑了连续帧中关节的运动约束。提议将网络预测的2D投影位置位移与摄像机捕获的真实2D位移之间的一致性是用于学习3D人姿势的新投影一致性损失。人类360万数据集的实验证明了该方法的良好性能。消融研究证明了拟议的框架间投影一致性约束和框内循环约束的有效性。
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事件摄像头是一种新兴的生物启发的视觉传感器,每像素亮度不同步地变化。它具有高动态范围,高速响应和低功率预算的明显优势,使其能够在不受控制的环境中最好地捕获本地动作。这激发了我们释放事件摄像机进行人姿势估计的潜力,因为很少探索人类姿势估计。但是,由于新型范式从传统的基于框架的摄像机转变,时间间隔中的事件信号包含非常有限的信息,因为事件摄像机只能捕获移动的身体部位并忽略那些静态的身体部位,从而导致某些部位不完整甚至在时间间隔中消失。本文提出了一种新型的密集连接的复发架构,以解决不完整信息的问题。通过这种经常性的体系结构,我们可以明确地对跨时间步骤的顺序几何一致性进行明确模拟,从而从以前的帧中积累信息以恢复整个人体,从而从事件数据中获得稳定且准确的人类姿势估计。此外,为了更好地评估我们的模型,我们收集了一个基于人类姿势注释的大型多模式事件数据集,该数据集是迄今为止我们所知的最具挑战性的数据集。两个公共数据集和我们自己的数据集的实验结果证明了我们方法的有效性和强度。代码可以在线提供,以促进未来的研究。
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Following the success of deep convolutional networks, state-of-the-art methods for 3d human pose estimation have focused on deep end-to-end systems that predict 3d joint locations given raw image pixels. Despite their excellent performance, it is often not easy to understand whether their remaining error stems from a limited 2d pose (visual) understanding, or from a failure to map 2d poses into 3dimensional positions.With the goal of understanding these sources of error, we set out to build a system that given 2d joint locations predicts 3d positions. Much to our surprise, we have found that, with current technology, "lifting" ground truth 2d joint locations to 3d space is a task that can be solved with a remarkably low error rate: a relatively simple deep feedforward network outperforms the best reported result by about 30% on Human3.6M, the largest publicly available 3d pose estimation benchmark. Furthermore, training our system on the output of an off-the-shelf state-of-the-art 2d detector (i.e., using images as input) yields state of the art results -this includes an array of systems that have been trained end-to-end specifically for this task. Our results indicate that a large portion of the error of modern deep 3d pose estimation systems stems from their visual analysis, and suggests directions to further advance the state of the art in 3d human pose estimation.
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了解协作环境中工人和机器人的确切3D位置可以实现多种真实应用,例如检测不安全情况或用于统计和社会目的的相互作用的研究。在本文中,我们提出了一个基于深度设备和深度神经网络的非侵入性和光变色的框架,以估算外部摄像头的3D机器人姿势。该方法可以应用于任何机器人,而无需硬件访问内部状态。我们介绍了预测姿势的新颖代表,即半光谱脱钩的热图(SPDH),以准确计算世界坐标中的3D关节位置,以适应为2D人类姿势估计设计的有效的深层网络。所提出的方法可以作为基于XYZ坐标的输入深度表示,可以在合成深度数据上进行训练,并应用于现实世界设置,而无需域适应技术。为此,我们根据合成和真实深度图像介绍SIMBA数据集,并将其用于实验评估。结果表明,由特定的深度图表示和SPDH制成的建议方法克服了当前的最新状态。
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Visual perception plays an important role in autonomous driving. One of the primary tasks is object detection and identification. Since the vision sensor is rich in color and texture information, it can quickly and accurately identify various road information. The commonly used technique is based on extracting and calculating various features of the image. The recent development of deep learning-based method has better reliability and processing speed and has a greater advantage in recognizing complex elements. For depth estimation, vision sensor is also used for ranging due to their small size and low cost. Monocular camera uses image data from a single viewpoint as input to estimate object depth. In contrast, stereo vision is based on parallax and matching feature points of different views, and the application of deep learning also further improves the accuracy. In addition, Simultaneous Location and Mapping (SLAM) can establish a model of the road environment, thus helping the vehicle perceive the surrounding environment and complete the tasks. In this paper, we introduce and compare various methods of object detection and identification, then explain the development of depth estimation and compare various methods based on monocular, stereo, and RDBG sensors, next review and compare various methods of SLAM, and finally summarize the current problems and present the future development trends of vision technologies.
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由于价格合理的可穿戴摄像头和大型注释数据集的可用性,在过去几年中,Egintric Vision(又名第一人称视觉-FPV)的应用程序在过去几年中蓬勃发展。可穿戴摄像机的位置(通常安装在头部上)允许准确记录摄像头佩戴者在其前面的摄像头,尤其是手和操纵物体。这种内在的优势可以从多个角度研究手:将手及其部分定位在图像中;了解双手涉及哪些行动和活动;并开发依靠手势的人类计算机界面。在这项调查中,我们回顾了使用以自我为中心的愿景专注于手的文献,将现有方法分类为:本地化(其中的手或部分在哪里?);解释(手在做什么?);和应用程序(例如,使用以上为中心的手提示解决特定问题的系统)。此外,还提供了带有手基注释的最突出的数据集的列表。
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基于RGB图像的人类姿势估计(HPE)经历了从深度学习中受益的快速发展。但是,基于事件的HPE尚未得到充分研究,这仍然是在极端场景和关键效率条件下应用的巨大潜力。在本文中,我们是第一个直接从3D事件点云中估算2D人类姿势的人。我们提出了一个新颖的事件表示,即栅格的事件点云,将事件汇总在小时切片的相同位置上。它保持了来自多个统计提示的3D功能,并显着降低了记忆消耗和计算复杂性,这在我们的工作中很有效。然后,我们利用两种不同的骨干,点网,DGCNN和点变压器来利用栅格化事件点云,并使用两个线性层解码器来预测人关键点的位置。我们发现,基于我们的方法,PointNet以更快的速度实现了令人鼓舞的结果,而点传感器的精度也更高,甚至接近以前的基于事件框架的方法。一组全面的结果表明,在事件驱动的人姿势估计中,我们提出的方法对这些3D主干模型始终有效。我们基于2048点输入的PointNet的方法在DHP19数据集上的MPJPE3D中实现了82.46mm,而在NVIDIA Jetson jetson Xavier NX Edge Computing Platform上仅具有12.29ms的延迟,理想地适合于实时检测事件Cameras。代码将在https://github.com/masterhow/eventpointpose上公开制作。
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3D手形状和姿势估计从单一深度地图是一种新的和具有挑战性的计算机视觉问题,具有许多应用。现有方法通过2D卷积神经网络直接回归手网,这导致由于图像中的透视失真导致人工制品。为了解决现有方法的局限性,我们开发HandvoxNet ++,即基于体素的深网络,其3D和图形卷轴以完全监督的方式训练。对我们网络的输入是基于截短的符号距离函数(TSDF)的3D Voxelized-Depth-Map。 handvoxnet ++依赖于两只手形状表示。第一个是手工形状的3D体蛋白化网格,它不保留网状拓扑,这是最准确的表示。第二个表示是保留网状拓扑的手表面。我们通过用基于新的神经图卷曲的网格登记(GCN-Meshreg)或典型的段 - 明智的非刚性重力方法(NRGA ++)来将手表面与Voxelized手形状对齐,通过将手表面对准依靠培训数据。在三个公共基准的广泛评估中,即Synhand5M,基于深度的Hands19挑战和HO-3D,所提出的Handvoxnet ++实现了最先进的性能。在本杂志中,我们在CVPR 2020呈现的先前方法的延伸中,我们分别在Synhand5M和17分数据集上获得41.09%和13.7%的形状对准精度。我们的方法在2020年8月将结果提交到门户网站时,首先在Hands19挑战数据集(任务1:基于深度3D手姿势估计)上排名。
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瑜伽是全球广受好评的,广泛推荐的健康生活实践。在执行瑜伽时保持正确的姿势至关重要。在这项工作中,我们采用了从人类姿势估计模型中的转移学习来提取整个人体的136个关键点,以训练一个随机的森林分类器,该分类器用于估算瑜伽室。在内部收集的内部收集的瑜伽视频数据库中评估了结果,该数据库是从4个不同的相机角度记录的51个主题。我们提出了一个三步方案,用于通过对1)看不见的帧,2)看不见的受试者进行测试来评估瑜伽分类器的普遍性。我们认为,对于大多数应用程序,对看不见的主题的验证精度和看不见的摄像头是最重要的。我们经验分析了三个公共数据集,转移学习的优势以及目标泄漏的可能性。我们进一步证明,分类精度在很大程度上取决于所采用的交叉验证方法,并且通常会产生误导。为了促进进一步的研究,我们已公开提供关键点数据集和代码。
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Accurate whole-body multi-person pose estimation and tracking is an important yet challenging topic in computer vision. To capture the subtle actions of humans for complex behavior analysis, whole-body pose estimation including the face, body, hand and foot is essential over conventional body-only pose estimation. In this paper, we present AlphaPose, a system that can perform accurate whole-body pose estimation and tracking jointly while running in realtime. To this end, we propose several new techniques: Symmetric Integral Keypoint Regression (SIKR) for fast and fine localization, Parametric Pose Non-Maximum-Suppression (P-NMS) for eliminating redundant human detections and Pose Aware Identity Embedding for jointly pose estimation and tracking. During training, we resort to Part-Guided Proposal Generator (PGPG) and multi-domain knowledge distillation to further improve the accuracy. Our method is able to localize whole-body keypoints accurately and tracks humans simultaneously given inaccurate bounding boxes and redundant detections. We show a significant improvement over current state-of-the-art methods in both speed and accuracy on COCO-wholebody, COCO, PoseTrack, and our proposed Halpe-FullBody pose estimation dataset. Our model, source codes and dataset are made publicly available at https://github.com/MVIG-SJTU/AlphaPose.
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从视频中估算人的姿势对于人类计算机相互作用至关重要。通过精确估计人类姿势,机器人可以对人类提供适当的反应。大多数现有方法都使用光流,RNN或CNN从视频中提取时间功能。尽管这些尝试取得了积极的结果,但其中大多数仅直接整合沿时间维度的特征,而忽略了关节之间的时间相关性。与以前的方法相反,我们提出了一个基于域交叉注意机制的插件运动学建模模块(KMM),以对不同帧的关节之间的时间相关性进行建模。具体而言,提出的KMM通过计算其时间相似性来模拟任意两个关节之间的时间相关性。这样,KMM可以学习每个关节的运动提示。使用运动提示(时间域)和关节的历史位置(空间域),KMM可以提前推断关节的初始位置。此外,我们还基于KMM提出了一个运动学建模网络(KIMNET),用于通过结合姿势特征和关节的初始位置来获得关节的最终位置。通过对关节之间的时间相关性进行显式建模,Kimnet可以根据前一刻的所有关节来推断遮挡的关节。此外,KMM是通过注意机制实现的,该机制使其能够保持高度分辨率。因此,它可以将丰富的历史姿势信息转移到当前框架上,该信息为定位遮挡关节提供了有效的姿势信息。我们的方法在两个基于视频的姿势估计基准的基准上实现了最新的结果。此外,提出的Kimnet对闭塞显示了一些鲁棒性,证明了所提出的方法的有效性。
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深度完成旨在预测从深度传感器(例如Lidars)中捕获的极稀疏图的密集像素深度。它在各种应用中起着至关重要的作用,例如自动驾驶,3D重建,增强现实和机器人导航。基于深度学习的解决方案已经证明了这项任务的最新成功。在本文中,我们首次提供了全面的文献综述,可帮助读者更好地掌握研究趋势并清楚地了解当前的进步。我们通过通过对现有方法进行分类的新型分类法提出建议,研究网络体系结构,损失功能,基准数据集和学习策略的设计方面的相关研究。此外,我们在包括室内和室外数据集(包括室内和室外数据集)上进行了三个广泛使用基准测试的模型性能进行定量比较。最后,我们讨论了先前作品的挑战,并为读者提供一些有关未来研究方向的见解。
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我们提出了一种称为DPODV2(密集姿势对象检测器)的三个阶段6 DOF对象检测方法,该方法依赖于致密的对应关系。我们将2D对象检测器与密集的对应关系网络和多视图姿势细化方法相结合,以估计完整的6 DOF姿势。与通常仅限于单眼RGB图像的其他深度学习方法不同,我们提出了一个统一的深度学习网络,允许使用不同的成像方式(RGB或DEPTH)。此外,我们提出了一种基于可区分渲染的新型姿势改进方法。主要概念是在多个视图中比较预测并渲染对应关系,以获得与所有视图中预测的对应关系一致的姿势。我们提出的方法对受控设置中的不同数据方式和培训数据类型进行了严格的评估。主要结论是,RGB在对应性估计中表现出色,而如果有良好的3D-3D对应关系,则深度有助于姿势精度。自然,他们的组合可以实现总体最佳性能。我们进行广泛的评估和消融研究,以分析和验证几个具有挑战性的数据集的结果。 DPODV2在所有这些方面都取得了出色的成果,同时仍然保持快速和可扩展性,独立于使用的数据模式和培训数据的类型
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海洋生态系统及其鱼类栖息地越来越重要,因为它们在提供有价值的食物来源和保护效果方面的重要作用。由于它们的偏僻且难以接近自然,因此通常使用水下摄像头对海洋环境和鱼类栖息地进行监测。这些相机产生了大量数字数据,这些数据无法通过当前的手动处理方法有效地分析,这些方法涉及人类观察者。 DL是一种尖端的AI技术,在分析视觉数据时表现出了前所未有的性能。尽管它应用于无数领域,但仍在探索其在水下鱼类栖息地监测中的使用。在本文中,我们提供了一个涵盖DL的关键概念的教程,该教程可帮助读者了解对DL的工作原理的高级理解。该教程还解释了一个逐步的程序,讲述了如何为诸如水下鱼类监测等挑战性应用开发DL算法。此外,我们还提供了针对鱼类栖息地监测的关键深度学习技术的全面调查,包括分类,计数,定位和细分。此外,我们对水下鱼类数据集进行了公开调查,并比较水下鱼类监测域中的各种DL技术。我们还讨论了鱼类栖息地加工深度学习的新兴领域的一些挑战和机遇。本文是为了作为希望掌握对DL的高级了解,通过遵循我们的分步教程而为其应用开发的海洋科学家的教程,并了解如何发展其研究,以促进他们的研究。努力。同时,它适用于希望调查基于DL的最先进方法的计算机科学家,以进行鱼类栖息地监测。
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This work introduces a novel convolutional network architecture for the task of human pose estimation. Features are processed across all scales and consolidated to best capture the various spatial relationships associated with the body. We show how repeated bottom-up, top-down processing used in conjunction with intermediate supervision is critical to improving the performance of the network. We refer to the architecture as a "stacked hourglass" network based on the successive steps of pooling and upsampling that are done to produce a final set of predictions. State-of-the-art results are achieved on the FLIC and MPII benchmarks outcompeting all recent methods.
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