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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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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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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在这项工作中,我们解决了共同跟踪手对象姿势并从野外深度点云序列重建形状的具有挑战性,HandTrackNet,以估计框架间的手动运动。我们的HandTrackNet提出了一个新型的手姿势构成典型化模块,以简化跟踪任务,从而产生准确且稳健的手工关节跟踪。然后,我们的管道通过将预测的手关节转换为基于模板的参数手模型mano来重建全手。对于对象跟踪,我们设计了一个简单而有效的模块,该模块从第一帧估算对象SDF并执行基于优化的跟踪。最后,采用联合优化步骤执行联合手和物体推理,从而减轻了闭塞引起的歧义并进一步完善了手姿势。在训练过程中,整个管道仅看到纯粹的合成数据,这些数据与足够的变化并通过深度模拟合成,以易于概括。整个管道与概括差距有关,因此可以直接传输到真实的野外数据。我们在两个真实的手对象交互数据集上评估我们的方法,例如HO3D和DEXYCB,没有任何填充。我们的实验表明,所提出的方法显着优于先前基于深度的手和对象姿势估计和跟踪方法,以9 fps的帧速率运行。
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本文从单个RGB图像中解决了人手的3D点云重建和3D姿势估计。为此,我们在学习姿势估计的潜在表示时,我们展示了一个用于本地和全球点云重建的新型管道,同时使用3D手模板。为了展示我们的方法,我们介绍了一个新的多视图手姿势数据集,以获得现实世界中的手的完整3D点云。我们新拟议的数据集和四个公共基准测试的实验展示了模型的优势。我们的方法优于3D姿势估计中的竞争对手,同时重建现实看的完整3D手云。
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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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Depth estimation is usually ill-posed and ambiguous for monocular camera-based 3D multi-person pose estimation. Since LiDAR can capture accurate depth information in long-range scenes, it can benefit both the global localization of individuals and the 3D pose estimation by providing rich geometry features. Motivated by this, we propose a monocular camera and single LiDAR-based method for 3D multi-person pose estimation in large-scale scenes, which is easy to deploy and insensitive to light. Specifically, we design an effective fusion strategy to take advantage of multi-modal input data, including images and point cloud, and make full use of temporal information to guide the network to learn natural and coherent human motions. Without relying on any 3D pose annotations, our method exploits the inherent geometry constraints of point cloud for self-supervision and utilizes 2D keypoints on images for weak supervision. Extensive experiments on public datasets and our newly collected dataset demonstrate the superiority and generalization capability of our proposed method.
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事件摄像机是新型生物启发传感器,其异步捕获“事件”形式的像素级强度变化。由于它们的传感机制,事件相机几乎没有运动模糊,这是一个非常高的时间分辨率,并且需要比传统的基于帧的相机更小的电力和存储器。这些特性使它们成为一个完美的拟合若干现实世界应用,如在可穿戴设备上的专门动作识别,其中快速相机运动和有限的电力挑战传统视觉传感器。然而,迄今为止,基于事件的愿景的不断增长的愿景领域已经忽略了在此类应用中的活动摄像机的潜力。在本文中,我们表明事件数据是自我监测行动识别的非常有价值的模态。为此,我们介绍了N-EPIC-Kitchens,这是大型史诗厨房数据集的第一个基于事件的相机扩展。在此背景下,我们提出了两种策略:(i)使用传统的视频处理架构(E $ ^ 2 $(GO))和(ii)使用事件数据直接处理事件相机数据(E $ ^ 2 $(GO))和蒸馏光流信息(E $ ^ 2 $(go)mo)。在我们提出的基准测试中,我们表明事件数据为RGB和光流提供了可比性的性能,但在部署时没有任何额外的流量计算,以及相对于RGB的信息高达4%的性能。
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尽管基于体素的方法已经获得了来自多摄像头的多人3D姿势估计的有希望的结果,但它们具有沉重的计算负担,尤其是对于大型场景。我们提出了更快的素素,以通过将特征体积重新投影到三个二维坐标平面并分别估算x,y,z坐标来解决挑战。为此,我们首先通过分别基于投影到XY平面和Z轴的体积功能来估算2D框及其高度,首先通过一个3D边界框来定位每个人。然后,对于每个人,我们分别估算三个坐标平面的部分关节坐标,然后将其融合以获得最终的3D姿势。该方法不含昂贵的3D-CNN,并将其素的速度提高了十倍,同时作为最先进的方法的竞争精度,证明了其在实时应用中的潜力。
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估计对象的6D姿势是必不可少的计算机视觉任务。但是,大多数常规方法从单个角度依赖相机数据,因此遭受遮挡。我们通过称为MV6D的新型多视图6D姿势估计方法克服了这个问题,该方法从多个角度根据RGB-D图像准确地预测了混乱场景中所有对象的6D姿势。我们将方法以PVN3D网络为基础,该网络使用单个RGB-D图像来预测目标对象的关键点。我们通过从多个视图中使用组合点云来扩展此方法,并将每个视图中的图像与密集层层融合。与当前的多视图检测网络(例如Cosypose)相反,我们的MV6D可以以端到端的方式学习多个观点的融合,并且不需要多个预测阶段或随后对预测的微调。此外,我们介绍了三个新颖的影像学数据集,这些数据集具有沉重的遮挡的混乱场景。所有这些都从多个角度包含RGB-D图像,例如语义分割和6D姿势估计。即使在摄像头不正确的情况下,MV6D也明显优于多视图6D姿势估计中最新的姿势估计。此外,我们表明我们的方法对动态相机设置具有强大的态度,并且其准确性随着越来越多的观点而逐渐增加。
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估计看不见对象的6D姿势对许多现实世界应用非常有需求。但是,当前的最新姿势估计方法只能处理以前训练的对象。在本文中,我们提出了一项新任务,以使算法能够估计测试过程中新颖对象的6D姿势估计。我们收集一个具有真实图像和合成图像的数据集,并且在测试集中最多可见48个看不见的对象。同时,我们提出了一个名为infimum Add(IADD)的新指标,这是对具有不同类型姿势歧义的对象的不变测量。还提供了针对此任务的两个阶段基线解决方案。通过训练端到端的3D对应网络,我们的方法可以准确有效地找到看不见的对象和部分视图RGBD图像之间的相应点。然后,它使用算法鲁棒到对象对称性从对应关系中计算6D姿势。广泛的实验表明,我们的方法的表现优于几个直观基线,从而验证其有效性。所有数据,代码和模型都将公开可用。项目页面:www.graspnet.net/unseen6d
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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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变压器在自然语言处理中的成功最近引起了计算机视觉领域的关注。由于能够学习长期依赖性,变压器已被用作广泛使用的卷积运算符的替代品。事实证明,这种替代者在许多任务中都取得了成功,其中几种最先进的方法依靠变压器来更好地学习。在计算机视觉中,3D字段还见证了使用变压器来增加3D卷积神经网络和多层感知器网络的增加。尽管许多调查都集中在视力中的变压器上,但由于与2D视觉相比,由于数据表示和处理的差异,3D视觉需要特别注意。在这项工作中,我们介绍了针对不同3D视觉任务的100多种变压器方法的系统和彻底审查,包括分类,细分,检测,完成,姿势估计等。我们在3D Vision中讨论了变形金刚的设计,该设计使其可以使用各种3D表示形式处理数据。对于每个应用程序,我们强调了基于变压器的方法的关键属性和贡献。为了评估这些方法的竞争力,我们将它们的性能与12个3D基准测试的常见非转化方法进行了比较。我们通过讨论3D视觉中变压器的不同开放方向和挑战来结束调查。除了提出的论文外,我们的目标是频繁更新最新的相关论文及其相应的实现:https://github.com/lahoud/3d-vision-transformers。
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本文首先提出了一个有效的3D点云学习架构,名为PWCLO-NET的LIDAR ODOMORY。在该架构中,提出了3D点云的投影感知表示来将原始的3D点云组织成有序数据表单以实现效率。 LIDAR ODOMOMERY任务的金字塔,翘曲和成本量(PWC)结构是为估计和优化在分层和高效的粗良好方法中的姿势。建立一个投影感知的细心成本卷,以直接关联两个离散点云并获得嵌入运动模式。然后,提出了一种可训练的嵌入掩模来称量局部运动模式以回归整体姿势和过滤异常值点。可训练的姿势经线细化模块迭代地与嵌入式掩码进行分层优化,使姿势估计对异常值更加强大。整个架构是全能优化的端到端,实现成本和掩码的自适应学习,并且涉及点云采样和分组的所有操作都是通过投影感知的3D特征学习方法加速。在Kitti Ocomatry DataSet上证明了我们的激光乐队内径架构的卓越性能和有效性。我们的方法优于基于学习的所有基于学习的方法,甚至基于几何的方法,在大多数基于Kitti Odomatry数据集的序列上具有映射优化的遗传。
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本文提出了一个简单的基线框架,用于基于视频的2D/3D人姿势估计,该估计可以比现有作品实现10倍提高效率,而无需任何性能降级,名为Deciwatch。与当前在视频中估算每个帧的解决方案不同,Deciwatch引入了一个简单而有效的样品探测框架框架,该框架只能通过人类动作的连续性和轻巧的姿势表示,仅观看稀疏采样的框架。具体而言,DeciWatch均匀地示例少于10%的视频帧以进行详细估计,以有效的变压器体系结构来确定估计的2D/3D姿势,然后使用另一个基于变压器的网络准确地恢复其余帧。通过四个数据集的三个基于视频的人姿势估计和身体网格恢复任务的全面实验结果验证了Deciwatch的效率和有效性。代码可在https://github.com/cure-lab/deciwatch上找到。
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光流估计是自动驾驶和机器人系统系统中的一项基本任务,它可以在时间上解释流量场景。自动驾驶汽车显然受益于360 {\ deg}全景传感器提供的超宽视野(FOV)。但是,由于全景相机的独特成像过程,专为针孔图像设计的模型不会令人满意地概括为360 {\ deg}全景图像。在本文中,我们提出了一个新颖的网络框架 - panoflow,以学习全景图像的光流。为了克服全景转化中等应角投影引起的扭曲,我们设计了一种流动失真增强(FDA)方法,其中包含径向流量失真(FDA-R)或等骨流量失真(FDA-E)。我们进一步研究了全景视频的环状光流的定义和特性,并通过利用球形图像的环状来推断360 {\ deg}光流并将大型位移转换为相对小的位移,从而提出了环状流量估计(CFE)方法移位。 Panoflow适用于任何现有的流量估计方法,并从狭窄的FOL流量估计的进度中受益。此外,我们创建并释放基于CARLA的合成全景数据集Flow360,以促进训练和定量分析。 Panoflow在公共Omniflownet和已建立的Flow360基准中实现了最先进的表现。我们提出的方法将Flow360上的端点误差(EPE)降低了27.3%。在Omniflownet上,Panoflow获得了3.17像素的EPE,从最佳发布的结果中降低了55.5%的误差。我们还通过收集工具和公共现实世界中的全球数据集对我们的方法进行定性验证我们的方法,这表明对现实世界导航应用程序的强大潜力和稳健性。代码和数据集可在https://github.com/masterhow/panoflow上公开获取。
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毫米波(mmwave)雷达在不利的环境中起作用,例如在烟,雨,雪,照明等不良环境中起作用。先前的工作探索了从嘈杂且稀疏的MMWAVE雷达信号中重建3D骨骼或网格的可能性。但是,目前尚不清楚我们如何准确地从跨场景的MMWave信号重建3D主体,以及与摄像机相比的性能,当单独使用MMWave雷达或将它们与摄像机结合时,这是需要考虑的重要方面。为了回答这些问题,首先设计并构建了多个传感器,以收集大规模数据集。该数据集由在不同场景中的同步和校准的MMWave雷达点云和RGB(D)图像组成,以及在场景中人类的骨架/网格注释。使用此数据集,我们使用来自不同传感器的输入来训练最先进的方法,并在各种情况下对其进行测试。结果表明,1)尽管生成点云的噪音和稀疏性,MMWave雷达可以比RGB摄像机获得更好的重建精度,但比深度摄像头还差; 2)MMWave雷达的重建受不利天气条件的影响,而RGB(D)摄像机受到严重影响。此外,对数据集的分析和结果对改善MMWave雷达重建的重建以及来自不同传感器的信号的组合的洞察力。
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基于激光雷达的3D单一对象跟踪是机器人技术和自动驾驶中的一个具有挑战性的问题。当前,现有方法通常会遇到长距离对象通常具有非常稀疏或部分倾斜的点云的问题,这使得模型含糊不清。模棱两可的功能将很难找到目标对象,并最终导致不良跟踪结果。为了解决此问题,我们使用功能强大的变压器体系结构,并为基于点云的3D单一对象跟踪任务提出一个点轨转换器(PTT)模块。具体而言,PTT模块通过计算注意力重量来生成微调的注意力特征,该功能指导追踪器的重点关注目标的重要功能,并提高复杂场景中的跟踪能力。为了评估我们的PTT模块,我们将PTT嵌入主要方法中,并构建一个名为PTT-NET的新型3D SOT跟踪器。在PTT-NET中,我们分别将PTT嵌入了投票阶段和提案生成阶段。投票阶段中的PTT模块可以模拟点斑块之间的交互作用,该点贴片学习上下文依赖于上下文。同时,提案生成阶段中的PTT模块可以捕获对象和背景之间的上下文信息。我们在Kitti和Nuscenes数据集上评估了PTT-NET。实验结果证明了PTT模块的有效性和PTT-NET的优越性,PTT-NET的优势超过了基线,在CAR类别中〜10%。同时,我们的方法在稀疏场景中也具有显着的性能提高。通常,变压器和跟踪管道的组合使我们的PTT-NET能够在两个数据集上实现最先进的性能。此外,PTT-NET可以在NVIDIA 1080TI GPU上实时以40fps实时运行。我们的代码是为研究社区开源的,网址为https://github.com/shanjiayao/ptt。
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Estimating 6D poses of objects from images is an important problem in various applications such as robot manipulation and virtual reality. While direct regression of images to object poses has limited accuracy, matching rendered images of an object against the input image can produce accurate results. In this work, we propose a novel deep neural network for 6D pose matching named DeepIM. Given an initial pose estimation, our network is able to iteratively refine the pose by matching the rendered image against the observed image. The network is trained to predict a relative pose transformation using a disentangled representation of 3D location and 3D orientation and an iterative training process. Experiments on two commonly used benchmarks for 6D pose estimation demonstrate that DeepIM achieves large improvements over stateof-the-art methods. We furthermore show that DeepIM is able to match previously unseen objects.
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准确的轨道位置是铁路支持驱动系统的重要组成部分,用于安全监控。激光雷达可以获得携带铁路环境的3D信息的点云,特别是在黑暗和可怕的天气条件下。在本文中,提出了一种基于3D点云的实时轨识别方法来解决挑战,如无序,不均匀的密度和大量点云的挑战。首先呈现Voxel Down-采样方法,用于铁路点云的密度平衡,并且金字塔分区旨在将3D扫描区域划分为具有不同卷的体素。然后,开发了一个特征编码模块以找到最近的邻点并聚合它们的局部几何特征。最后,提出了一种多尺度神经网络以产生每个体素和轨道位置的预测结果。该实验是在铁路的3D点云数据的9个序列下进行的。结果表明,该方法在检测直,弯曲和其他复杂的拓扑轨道方面具有良好的性能。
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