估计公共场所的面膜磨损比率很重要,因为它使卫生当局能够及时分析和实施政策。报道了基于图像分析估计掩模磨损比的方法。但是,仍然对两种方法和数据集仍然缺乏全面的研究。最近的报告通过应用常规物体检测和分类方法直接提出估算比例。使用基于回归的方法来估计佩戴面具的人数是可行的,特别是对于具有微小和遮挡面孔的拥挤场景,但这并未得到很好的研究。大规模和良好的注释数据集仍在需求。在本文中,我们提出了两种比率估计方法,其利用基于检测的或基于回归的方法。对于基于检测的方法,我们改进了最先进的面部探测器,RetinaFace,用于估计比率。对于基于回归的方法,我们微调基线网络CSRNet,用于估计屏蔽和未屏蔽面的密度图。我们还提供了第一个大规模数据集,其中包含从18,088个视频帧中提取的581,108脸注释,从17个街道视图视频中提取了581,108个脸部注释。实验表明,基于视网膜的方法在各种情况下具有更高的准确性,并且由于其紧凑性,基于CSRNet的方法具有更短的操作时间。
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Crowd counting plays an important role in risk perception and early warning, traffic control and scene statistical analysis. The challenges of crowd counting in highly dense and complex scenes lie in the mutual occlusion of the human body parts, the large variation of the body scales and the complexity of imaging conditions. Deep learning based head detection is a promising method for crowd counting. However the highly concerned object detection networks cannot be well applied to this field for two main reasons. First, most of the existing head detection datasets are only annotated with the center points instead of bounding boxes which is mandatory for the canonical detectors. Second, the sample imbalance has not been overcome yet in highly dense and complex scenes because the existing loss functions calculate the positive loss at a single key point or in the entire target area with the same weight. To address these problems, We propose a novel loss function, called Mask Focal Loss, to unify the loss functions based on heatmap ground truth (GT) and binary feature map GT. Mask Focal Loss redefines the weight of the loss contributions according to the situ value of the heatmap with a Gaussian kernel. For better evaluation and comparison, a new synthetic dataset GTA\_Head is made public, including 35 sequences, 5096 images and 1732043 head labels with bounding boxes. Experimental results show the overwhelming performance and demonstrate that our proposed Mask Focal Loss is applicable to all of the canonical detectors and to various datasets with different GT. This provides a strong basis for surpassing the crowd counting methods based on density estimation.
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视频人群本地化是一项至关重要但又具有挑战性的任务,旨在估算给定拥挤视频中人头的确切位置。为了模拟人类活动性的时空依赖性,我们提出了多焦点高斯邻里注意力(GNA),可以有效利用远程对应关系,同时保持输入视频的空间拓扑结构。特别是,我们的GNA还可以使用配备的多聚焦机制良好地捕获人头的尺度变化。基于多聚焦GNA,我们开发了一个名为GNANET的统一神经网络,以通过场景建模模块和上下文交叉意见模块充分聚合时空信息来准确地定位视频片段中的头部中心。此外,为了促进该领域的未来研究,我们介绍了一个名为VScrowd的大规模人群视频基准,该视频由60k+框架组成,这些框架在各种监视场景和2M+头部注释中捕获。最后,我们在包括我们的SenseCrowd在内的三个数据集上进行了广泛的实验,实验结果表明,所提出的方法能够实现视频人群本地化和计数的最新性能。
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面部检测是为了在图像中搜索面部的所有可能区域,并且如果有任何情况,则定位面部。包括面部识别,面部表情识别,面部跟踪和头部姿势估计的许多应用假设面部的位置和尺寸在图像中是已知的。近几十年来,研究人员从Viola-Jones脸上检测器创造了许多典型和有效的面部探测器到当前的基于CNN的CNN。然而,随着图像和视频的巨大增加,具有面部刻度的变化,外观,表达,遮挡和姿势,传统的面部探测器被挑战来检测野外面孔的各种“脸部。深度学习技术的出现带来了非凡的检测突破,以及计算的价格相当大的价格。本文介绍了代表性的深度学习的方法,并在准确性和效率方面提出了深度和全面的分析。我们进一步比较并讨论了流行的并挑战数据集及其评估指标。进行了几种成功的基于深度学习的面部探测器的全面比较,以使用两个度量来揭示其效率:拖鞋和延迟。本文可以指导为不同应用选择合适的面部探测器,也可以开发更高效和准确的探测器。
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The emergence of COVID-19 has had a global and profound impact, not only on society as a whole, but also on the lives of individuals. Various prevention measures were introduced around the world to limit the transmission of the disease, including face masks, mandates for social distancing and regular disinfection in public spaces, and the use of screening applications. These developments also triggered the need for novel and improved computer vision techniques capable of (i) providing support to the prevention measures through an automated analysis of visual data, on the one hand, and (ii) facilitating normal operation of existing vision-based services, such as biometric authentication schemes, on the other. Especially important here, are computer vision techniques that focus on the analysis of people and faces in visual data and have been affected the most by the partial occlusions introduced by the mandates for facial masks. Such computer vision based human analysis techniques include face and face-mask detection approaches, face recognition techniques, crowd counting solutions, age and expression estimation procedures, models for detecting face-hand interactions and many others, and have seen considerable attention over recent years. The goal of this survey is to provide an introduction to the problems induced by COVID-19 into such research and to present a comprehensive review of the work done in the computer vision based human analysis field. Particular attention is paid to the impact of facial masks on the performance of various methods and recent solutions to mitigate this problem. Additionally, a detailed review of existing datasets useful for the development and evaluation of methods for COVID-19 related applications is also provided. Finally, to help advance the field further, a discussion on the main open challenges and future research direction is given.
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物体检测通常需要在现代深度学习方法中基于传统或锚盒的滑动窗口分类器。但是,这些方法中的任何一个都需要框中的繁琐配置。在本文中,我们提供了一种新的透视图,其中检测对象被激励为高电平语义特征检测任务。与边缘,角落,斑点和其他特征探测器一样,所提出的探测器扫描到全部图像的特征点,卷积自然适合该特征点。但是,与这些传统的低级功能不同,所提出的探测器用于更高级别的抽象,即我们正在寻找有物体的中心点,而现代深层模型已经能够具有如此高级别的语义抽象。除了Blob检测之外,我们还预测了中心点的尺度,这也是直接的卷积。因此,在本文中,通过卷积简化了行人和面部检测作为直接的中心和规模预测任务。这样,所提出的方法享有一个无盒设置。虽然结构简单,但它对几个具有挑战性的基准呈现竞争准确性,包括行人检测和面部检测。此外,执行交叉数据集评估,证明所提出的方法的卓越泛化能力。可以访问代码和模型(https://github.com/liuwei16/csp和https://github.com/hasanirtiza/pedestron)。
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2019年冠状病毒为全球社会稳定和公共卫生带来了严重的挑战。遏制流行病的一种有效方法是要求人们在公共场所戴口罩,并通过使用合适的自动探测器来监视戴口罩状态。但是,现有的基于深度学习的模型努力同时达到高精度和实时性能的要求。为了解决这个问题,我们提出了基于Yolov5的改进的轻质面膜探测器,该检测器可以实现精确和速度的良好平衡。首先,提出了将ShuffleNetV2网络与协调注意机制相结合的新型骨干轮弹工具作为骨干。之后,将有效的路径攻击网络BIFPN作为特征融合颈应用。此外,在模型训练阶段,定位损失被α-CIOU取代,以获得更高质量的锚。还利用了一些有价值的策略,例如数据增强,自适应图像缩放和锚点群集操作。 Aizoo面膜数据集的实验结果显示了所提出模型的优越性。与原始的Yolov5相比,提出的模型将推理速度提高28.3%,同时仍将精度提高0.58%。与其他七个现有型号相比,它的最佳平均平均精度为95.2%,比基线高4.4%。
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This paper aims to develop a method than can accurately estimate the crowd count from an individual image with arbitrary crowd density and arbitrary perspective. To this end, we have proposed a simple but effective Multi-column Convolutional Neural Network (MCNN) architecture to map the image to its crowd density map. The proposed MCNN allows the input image to be of arbitrary size or resolution. By utilizing filters with receptive fields of different sizes, the features learned by each column CNN are adaptive to variations in people/head size due to perspective effect or image resolution. Furthermore, the true density map is computed accurately based on geometry-adaptive kernels which do not need knowing the perspective map of the input image. Since exiting crowd counting datasets do not adequately cover all the challenging situations considered in our work, we have collected and labelled a large new dataset that includes 1198 images with about 330,000 heads annotated. On this challenging new dataset, as well as all existing datasets, we conduct extensive experiments to verify the effectiveness of the proposed model and method. In particular, with the proposed simple MCNN model, our method outperforms all existing methods. In addition, experiments show that our model, once trained on one dataset, can be readily transferred to a new dataset.
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Due to object detection's close relationship with video analysis and image understanding, it has attracted much research attention in recent years. Traditional object detection methods are built on handcrafted features and shallow trainable architectures. Their performance easily stagnates by constructing complex ensembles which combine multiple low-level image features with high-level context from object detectors and scene classifiers. With the rapid development in deep learning, more powerful tools, which are able to learn semantic, high-level, deeper features, are introduced to address the problems existing in traditional architectures. These models behave differently in network architecture, training strategy and optimization function, etc. In this paper, we provide a review on deep learning based object detection frameworks. Our review begins with a brief introduction on the history of deep learning and its representative tool, namely Convolutional Neural Network (CNN). Then we focus on typical generic object detection architectures along with some modifications and useful tricks to improve detection performance further. As distinct specific detection tasks exhibit different characteristics, we also briefly survey several specific tasks, including salient object detection, face detection and pedestrian detection. Experimental analyses are also provided to compare various methods and draw some meaningful conclusions. Finally, several promising directions and tasks are provided to serve as guidelines for future work in both object detection and relevant neural network based learning systems.
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在SARS-COV-2大流行期间,戴着面膜穿着成为防止传播和收缩病毒的有效工具。监测人口中面膜速率的能力将用于确定对病毒的公共卫生策略。然而,用于检测面罩的人工智能技术尚未在现实​​生活中以大规模部署在公共场合的大规模中。在本文中,我们介绍了由两个单独的模块组成的两步​​面掩模检测方法:1)面部检测和对准,2)面掩模分类。这种方法使我们能够尝试不同的面部检测和面罩分类模块的组合。更具体地说,我们尝试使用金字塔和视网膜作为面部探测器,同时保持面罩分类模块的轻质骨干。此外,我们还提供了Aizoo数据集的测试集的重叠注释,在那里我们纠正了某些面部图像的错误标签。 Aizoo和Moxa 3K数据集的评估结果表明,所提出的面罩检测管道超越了最先进的方法。所提出的管道在AIZOO数据集的重叠测试组上也产生了比原始测试集更高的映射。由于我们使用野外的面部图像培训了所提出的模型,我们可以成功部署我们的模型来使用公共CCTV图像监控戴掩模速率。
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人群计数是公共场所情境意识的有效工具。使用图像和视频进行自动人群计数是一个有趣但充满挑战的问题,在计算机视觉中引起了极大的关注。在过去的几年中,已经开发了各种深度学习方法来实现最先进的表现。随着时间的流逝,这些方法在许多方面发生了变化,例如模型架构,输入管道,学习范式,计算复杂性和准确性提高等。在本文中,我们对人群计数领域中最重要的贡献进行了系统和全面的评论。 。尽管对该主题的调查很少,但我们的调查是最新的,并且在几个方面都不同。首先,它通过模型体系结构,学习方法(即损失功能)和评估方法(即评估指标)对最重要的贡献进行了更有意义的分类。我们选择了杰出和独特的作品,并排除了类似的作品。我们还通过基准数据集对著名人群计数模型进行分类。我们认为,这项调查可能是新手研究人员了解随着时间的推移和当前最新技术的逐步发展和贡献的好资源。
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2019年冠状病毒疾病(Covid-19)继续自爆发以来对世界产生巨大挑战。为了对抗这种疾病,开发了一系列人工智能(AI)技术,并应用于现实世界的情景,如安全监测,疾病诊断,感染风险评估,Covid-19 CT扫描的病变细分等。 Coronavirus流行病迫使人们佩戴面膜来抵消病毒的传播,这也带来了监控戴着面具的大群人群的困难。在本文中,我们主要关注蒙面面部检测和相关数据集的AI技术。从蒙面面部检测数据集的描述开始,我们调查了最近的进步。详细描述并详细讨论了十三可用数据集。然后,该方法大致分为两类:传统方法和基于神经网络的方法。常规方法通常通过用手工制作的特征升高算法来训练,该算法占少比例。基于神经网络的方法根据处理阶段的数量进一步归类为三个部分。详细描述了代表性算法,与一些简要描述的一些典型技术耦合。最后,我们总结了最近的基准测试结果,讨论了关于数据集和方法的局限性,并扩大了未来的研究方向。据我们所知,这是关于蒙面面部检测方法和数据集的第一次调查。希望我们的调查可以提供一些帮助对抗流行病的帮助。
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Crowd localization aims to predict the spatial position of humans in a crowd scenario. We observe that the performance of existing methods is challenged from two aspects: (i) ranking inconsistency between test and training phases; and (ii) fixed anchor resolution may underfit or overfit crowd densities of local regions. To address these problems, we design a supervision target reassignment strategy for training to reduce ranking inconsistency and propose an anchor pyramid scheme to adaptively determine the anchor density in each image region. Extensive experimental results on three widely adopted datasets (ShanghaiTech A\&B, JHU-CROWD++, UCF-QNRF) demonstrate the favorable performance against several state-of-the-art methods.
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We propose a network for Congested Scene Recognition called CSRNet to provide a data-driven and deep learning method that can understand highly congested scenes and perform accurate count estimation as well as present highquality density maps. The proposed CSRNet is composed of two major components: a convolutional neural network (CNN) as the front-end for 2D feature extraction and a dilated CNN for the back-end, which uses dilated kernels to deliver larger reception fields and to replace pooling operations. CSRNet is an easy-trained model because of its pure convolutional structure. We demonstrate CSRNet on four datasets (ShanghaiTech dataset, the UCF CC 50 dataset, the WorldEXPO'10 dataset, and the UCSD dataset) and we deliver the state-of-the-art performance. In the Shang-haiTech Part B dataset, CSRNet achieves 47.3% lower Mean Absolute Error (MAE) than the previous state-of-theart method. We extend the targeted applications for counting other objects, such as the vehicle in TRANCOS dataset. Results show that CSRNet significantly improves the output quality with 15.4% lower MAE than the previous state-ofthe-art approach.
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随着深度卷积神经网络的兴起,对象检测在过去几年中取得了突出的进步。但是,这种繁荣无法掩盖小物体检测(SOD)的不令人满意的情况,这是计算机视觉中臭名昭著的挑战性任务之一,这是由于视觉外观不佳和由小目标的内在结构引起的嘈杂表示。此外,用于基准小对象检测方法基准测试的大规模数据集仍然是瓶颈。在本文中,我们首先对小物体检测进行了详尽的审查。然后,为了催化SOD的发展,我们分别构建了两个大规模的小物体检测数据集(SODA),SODA-D和SODA-A,分别集中在驾驶和空中场景上。 SODA-D包括24704个高质量的交通图像和277596个9个类别的实例。对于苏打水,我们收集2510个高分辨率航空图像,并在9个类别上注释800203实例。众所周知,拟议的数据集是有史以来首次尝试使用针对多类SOD量身定制的大量注释实例进行大规模基准测试。最后,我们评估主流方法在苏打水上的性能。我们预计发布的基准可以促进SOD的发展,并产生该领域的更多突破。数据集和代码将很快在:\ url {https://shaunyuan22.github.io/soda}上。
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大多数最先进的实例级人类解析模型都采用了两阶段的基于锚的探测器,因此无法避免启发式锚盒设计和像素级别缺乏分析。为了解决这两个问题,我们设计了一个实例级人类解析网络,该网络在像素级别上无锚固且可解决。它由两个简单的子网络组成:一个用于边界框预测的无锚检测头和一个用于人体分割的边缘引导解析头。无锚探测器的头继承了像素样的优点,并有效地避免了对象检测应用中证明的超参数的敏感性。通过引入部分感知的边界线索,边缘引导的解析头能够将相邻的人类部分与彼此区分开,最多可在一个人类实例中,甚至重叠的实例。同时,利用了精炼的头部整合盒子级别的分数和部分分析质量,以提高解析结果的质量。在两个多个人类解析数据集(即CIHP和LV-MHP-V2.0)和一个视频实例级人类解析数据集(即VIP)上进行实验,表明我们的方法实现了超过全球级别和实例级别的性能最新的一阶段自上而下的替代方案。
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近年来,基于深度学习的面部检测算法取得了长足的进步。这些算法通常可以分为两类,即诸如更快的R-CNN和像Yolo这样的单阶段检测器之类的两个阶段检测器。由于准确性和速度之间的平衡更好,因此在许多应用中广泛使用了一阶段探测器。在本文中,我们提出了一个基于一阶段检测器Yolov5的实时面部检测器,名为Yolo-Facev2。我们设计一个称为RFE的接收场增强模块,以增强小面的接受场,并使用NWD损失来弥补IOU对微小物体的位置偏差的敏感性。对于面部阻塞,我们提出了一个名为Seam的注意模块,并引入了排斥损失以解决它。此外,我们使用重量函数幻灯片来解决简单和硬样品之间的不平衡,并使用有效的接收场的信息来设计锚。宽面数据集上的实验结果表明,在所有简单,中和硬子集中都可以找到我们的面部检测器及其变体的表现及其变体。源代码https://github.com/krasjet-yu/yolo-facev2
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冠状病毒2019年对世界产生了重大影响。一种防止人们感染的一种有效策略是在公共场所佩戴面具。某些公共服务提供商只有在正确佩戴面具时才需要客户使用他们的服务。然而,只有一些关于自动面罩检测的研究。在本文中,我们提出了RetinAfaceMask,第一高性能单级面罩探测器。首先,解决现有研究没有区分正确和错误的掩码佩戴状态的问题,我们建立了一个包含这些注释的新数据集。其次,我们提出了一种上下文注意模块,专注于学习与面罩佩戴状态相关的区别特征。第三,我们从面部检测任务转移了知识,灵感来自人类通过学习从类似的任务学习如何改善他们的能力。消融研究表明提出的模型的优点。公共和新数据集的实验结果表明了我们模型的最先进的表现。
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通过丘陵形成的现场制备是一种常用的造林治疗,通过机械地创建称为丘的植物植物物质来改善树木生长条件。在现场准备之后,下一个关键步骤是计算土墩的数量,该堆积的数量为森林经理提供了对给定种植园块所需的幼苗数量的精确估计。计算土墩数量通常是通过林业工人的手动现场调查来进行的,林业工人昂贵且容易出错,尤其是在大面积地区。为了解决这个问题,我们提出了一个新颖的框架,利用无人机成像和计算机视觉的进步,以准确估计种植块上的土墩数量。提出的框架包括两个主要组件。首先,我们利用基于深度学习算法的视觉识别方法来通过基于像素的分割来进行多个对象检测。这使得可见的土墩以及其他经常看到的物体(例如树木,碎屑,水的积累)的初步计数可用于表征种植块。其次,由于视觉识别可能会受到几个扰动因子(例如丘陵侵蚀,遮挡)的限制,因此我们采用机器学习估计功能,该功能可预测基于第一阶段提取的局部块属性的最终数量。我们在新的无人机数据集上评估了所提出的框架,该数据集代表具有不同功能的众多种植块。所提出的方法在相对计数精度方面优于手动计数方法,表明它在困难情况下具有有利和有效的潜力。
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为了使用各种类型的数据理解现实世界,人工智能(AI)是当今最常用的技术。在分析数据中找到模式的同时表示主要任务。这是通过提取代表性特征步骤来执行的,该步骤是使用统计算法或使用某些特定过滤器进行的。但是,从大规模数据中选择有用的功能代表了至关重要的挑战。现在,随着卷积神经网络(CNN)的发展,功能提取操作变得更加自动和更容易。 CNN允许处理大规模的数据,并涵盖特定任务的不同方案。对于计算机视觉任务,卷积网络也用于为深度学习模型的其他部分提取功能。选择合适的网络用于特征提取或DL模型的其他部分不是随机工作。因此,这种模型的实现可能与目标任务以及其计算复杂性有关。已经提出了许多网络,并成为任何AI任务中任何DL模型的著名网络。这些网络被利用用于特征提取或在任何名为骨架的DL模型的开头。骨干是以前在许多其他任务中训练并证明其有效性的已知网络。在本文中,现有骨干的概述,例如详细说明给出了VGG,Resnets,Densenet等。此外,通过对所使用的骨干进行审查,讨论了几个计算机视觉任务。此外,还基于每个任务的骨干,还提供了性能的比较。
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