我们提出了一种可自行的方法Mask2Hand，该方法学会了解决从2D二进制式掩护的手动剪影/阴影中预测3D手姿势和形状的具有挑战性的任务，而无需其他手动注释的数据。鉴于摄像机空间中的固有摄像头参数和参数手模型，我们采用可区分的渲染技术将3D估计投影到2D二进制轮廓空间上。通过在渲染的轮廓和输入二进制面膜之间应用量身定制的损失组合，我们能够将自我借记机制集成到我们的端到端优化过程中，以限制全球网格注册和手部姿势估计。实验表明，我们的方法将单个二进制掩码作为输入，可以在不对齐和对齐设置作为需要RGB或深度输入的最新方法上实现可比的预测准确性。我们的代码可在https://github.com/lijenchang/mask2hand上找到。

在本文中，我们考虑了同时找到和从单个2D图像中恢复多手的具有挑战性的任务。先前的研究要么关注单手重建，要么以多阶段的方式解决此问题。此外，常规的两阶段管道首先检测到手部区域，然后估计每个裁剪贴片的3D手姿势。为了减少预处理和特征提取中的计算冗余，我们提出了一条简洁但有效的单阶段管道。具体而言，我们为多手重建设计了多头自动编码器结构，每个HEAD网络分别共享相同的功能图并分别输出手动中心，姿势和纹理。此外，我们采用了一个弱监督的计划来减轻昂贵的3D现实世界数据注释的负担。为此，我们提出了一系列通过舞台训练方案优化的损失，其中根据公开可用的单手数据集生成具有2D注释的多手数据集。为了进一步提高弱监督模型的准确性，我们在单手和多个手设置中采用了几个功能一致性约束。具体而言，从本地功能估算的每只手的关键点应与全局功能预测的重新投影点一致。在包括Freihand，HO3D，Interhand 2.6M和RHD在内的公共基准测试的广泛实验表明，我们的方法在弱监督和完全监督的举止中优于基于最先进的模型方法。代码和模型可在{\ url {https://github.com/zijinxuxu/smhr}}上获得。

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。

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.

从单眼RGB图像中重建3D手网络，由于其在AR/VR领域的巨大潜在应用，引起了人们的注意力越来越多。大多数最先进的方法试图以匿名方式解决此任务。具体而言，即使在连续录制会话中用户没有变化的实际应用程序中实际上可用，因此忽略了该主题的身份。在本文中，我们提出了一个身份感知的手网格估计模型，该模型可以结合由受试者的内在形状参数表示的身份信息。我们通过将提出的身份感知模型与匿名对待主题的基线进行比较来证明身份信息的重要性。此外，为了处理未见测试对象的用例，我们提出了一条新型的个性化管道来校准固有的形状参数，仅使用该受试者的少数未标记的RGB图像。在两个大型公共数据集上进行的实验验证了我们提出的方法的最先进性能。

人类姿势和形状估计的任务中的关键挑战是闭塞，包括自闭合，对象 - 人闭塞和人际闭塞。缺乏多样化和准确的姿势和形状训练数据成为一个主要的瓶颈，特别是对于野外闭塞的场景。在本文中，我们专注于在人际闭塞的情况下估计人类姿势和形状，同时处理对象 - 人闭塞和自动闭塞。我们提出了一种新颖的框架，该框架综合了遮挡感知的轮廓和2D关键点数据，并直接回归到SMPL姿势和形状参数。利用神经3D网格渲染器以启用剪影监控，这有助于形状估计的巨大改进。此外，合成了全景视点中的关键点和轮廓驱动的训练数据，以补偿任何现有数据集中缺乏视点的多样性。实验结果表明，在姿势估计准确性方面，我们在3DPW和3DPW-Crowd数据集中是最先进的。所提出的方法在形状估计方面显着优于秩1方法。在形状预测精度方面，SSP-3D还实现了顶级性能。

最近，基于RGBD的类别级别6D对象姿势估计已实现了有希望的性能提高，但是，深度信息的要求禁止更广泛的应用。为了缓解这个问题，本文提出了一种新的方法，名为“对象级别深度重建网络”（旧网）仅将RGB图像作为类别级别6D对象姿势估计的输入。我们建议通过将类别级别的形状在对象级深度和规范的NOC表示中直接从单眼RGB图像中直接预测对象级的深度。引入了两个名为归一化的全局位置提示（NGPH）和形状吸引的脱钩深度重建（SDDR）模块的模块，以学习高保真对象级的深度和精致的形状表示。最后，通过将预测的规范表示与背面预测的对象级深度对齐来解决6D对象姿势。在具有挑战性的Camera25和Real275数据集上进行了广泛的实验，表明我们的模型虽然很简单，但可以实现最先进的性能。

在这项工作中，我们提出了一个单视手网格重建框架，可以同时实现高重建精度，快速推断速度和时间相干性。具体而言，对于2D编码，我们提出了轻量级但有效的堆叠结构。关于3D解码，我们提供有效的图形操作员，即深度可分离的螺旋卷积。此外，我们提出了一种用于桥接2D和3D表示之间的间隙的新颖特征提升模块。该模块以基于地图的位置回归（MapReg）块开头，以集成HeatMap编码和位置回归范例的优点，以提高2D精度和时间相干性。此外，MapReg之后是姿势池和姿势到顶点提升方法，它将2D姿势编码转换为3D顶点的语义特征。总体而言，我们的手部重建框架称为MobRecon，包括经济实惠的计算成本和微型模型大小，在Apple A14 CPU上达到83FP的高推理速度。广泛的对流行数据集如弗里安，RHD和HO3DV2的实验表明，我们的Mobrecon在重建准确性和时间一致性方面取得了卓越的性能。我们的代码在https://github.com/seanchenxy/handmesh公开提供。

6D对象姿势估计是计算机视觉和机器人研究中的基本问题之一。尽管最近在同一类别内将姿势估计概括为新的对象实例（即类别级别的6D姿势估计）方面已做出了许多努力，但考虑到有限的带注释数据，它仍然在受限的环境中受到限制。在本文中，我们收集了Wild6D，这是一种具有不同实例和背景的新的未标记的RGBD对象视频数据集。我们利用这些数据在野外概括了类别级别的6D对象姿势效果，并通过半监督学习。我们提出了一个新模型，称为呈现姿势估计网络reponet，该模型使用带有合成数据的自由地面真实性共同训练，以及在现实世界数据上具有轮廓匹配的目标函数。在不使用实际数据上的任何3D注释的情况下，我们的方法优于先前数据集上的最先进方法，而我们的WILD6D测试集（带有手动注释进行评估）则优于较大的边距。带有WILD6D数据的项目页面：https：//oasisyang.github.io/semi-pose。

基于回归的方法可以通过直接以馈送方式将原始像素直接映射到模型参数来估算从单眼图像的身体，手甚至全身模型。但是，参数的微小偏差可能导致估计的网格和输入图像之间的明显未对准，尤其是在全身网格恢复的背景下。为了解决这个问题，我们建议在我们的回归网络中进行锥体网状对准反馈（PYMAF）循环，以进行良好的人类网格恢复，并将其扩展到PYMAF-X，以恢复表达全身模型。 PYMAF的核心思想是利用特征金字塔并根据网格图像对准状态明确纠正预测参数。具体而言，给定当前预测的参数，将相应地从更优质的特征中提取网格对准的证据，并将其送回以进行参数回流。为了增强一致性的看法，采用辅助密集的监督来提供网格图像对应指南，同时引入了空间对齐的注意，以使我们的网络对全球环境的认识。当扩展PYMAF以进行全身网状恢复时，PYMAF-X中提出了一种自适应整合策略来调整肘部扭转旋转，该旋转会产生自然腕部姿势，同时保持部分特定估计的良好性能。我们的方法的功效在几个基准数据集上得到了验证，以实现身体和全身网状恢复，在该数据集中，PYMAF和PYMAF-X有效地改善了网格图像的对准并实现了新的最新结果。具有代码和视频结果的项目页面可以在https://www.liuyebin.com/pymaf-x上找到。

大多数现有的动物姿势和形状估计方法用参数模型重建动物网格。这是因为Smal模型的低维姿势和形状参数使得深网络更容易学习高维动物网。然而，Smal模型从具有限制和形状变化的玩具动物的扫描学习，因此可能无法良好地代表高度不同的真实动物。这可能导致估计网格的差，例如2D证据的差。 2d关键点或剪影。为了缓解此问题，我们提出了一种从单个图像重建3D动物网格的粗细方法。粗略估计阶段首先估计Smal模型的姿势，形状和翻译参数。然后将估计的网格用作图表卷积网络（GCN）的起点，以预测细化阶段的每顶顶点变形。基于SMAL和基于顶点的表示的这种组合来自参数和非参数表示。我们将网眼细化GCN（MRGCN）设计为具有分层特征表示的编码器解码器结构，以克服传统GCN的有限接收领域。此外，我们观察到，现有动物网格重建工作所使用的全局图像特征无法捕获用于网格细化的详细形状信息。因此，我们引入了本地特征提取器来检索顶点级别功能，并将其与全局功能一起用作MRGCN的输入。我们在Stanfordextra DataSet上测试我们的方法，实现最先进的结果。此外，我们在动物姿势和BADJA数据集中测试我们方法的泛化能力。我们的代码可在项目网站上获得。

全面监督的人类网格恢复方法是渴望数据的，由于3D规定基准数据集的可用性有限和多样性，因此具有较差的概括性。使用合成数据驱动的训练范例，已经从合成配对的2D表示（例如2D关键点和分段掩码）和3D网格中训练了模型的最新进展，其中已使用合成数据驱动的训练范例和3D网格进行了训练。但是，由于合成训练数据和实际测试数据之间的域间隙很难解决2D密集表示，因此很少探索合成密集的对应图（即IUV）。为了减轻IUV上的这个领域差距，我们提出了使用可靠但稀疏表示的互补信息（2D关键点）提出的交叉代理对齐。具体而言，初始网格估计和两个2D表示之间的比对误差将转发为回归器，并在以下网格回归中动态校正。这种适应性的交叉代理对准明确地从偏差和捕获互补信息中学习：从稀疏的表示和浓郁的浓度中的稳健性。我们对多个标准基准数据集进行了广泛的实验，并展示了竞争结果，帮助减少在人类网格估计中生产最新模型所需的注释工作。

新兴的元应用需要人类手的可靠，准确和逼真的复制品，以便在物理世界中进行复杂的操作。虽然真实的人手代表了骨骼，肌肉，肌腱和皮肤之间最复杂的协调之一，但最先进的技术一致专注于仅建模手的骨架。在本文中，我们提出了Nimble，这是一种新型的参数手模型，其中包括缺少的密钥组件，将3D手模型带入了新的现实主义水平。我们首先在最近的磁共振成像手（MRI手）数据集上注释肌肉，骨骼和皮肤，然后在数据集中的单个姿势和受试者上注册一个体积模板手。敏捷由20个骨头组成，作为三角形网格，7个肌肉群作为四面体网眼和一个皮肤网。通过迭代形状的注册和参数学习，它进一步产生形状的混合形状，姿势混合形状和关节回归器。我们证明将敏捷性应用于建模，渲染和视觉推理任务。通过强制执行内部骨骼和肌肉以符合解剖学和运动学规则，Nimble可以使3D手动画为前所未有的现实主义。为了建模皮肤的外观，我们进一步构建了一个光度法，以获取高质量的纹理和正常地图，以模型皱纹和棕榈印刷。最后，敏捷还通过合成丰富的数据或直接作为推理网络中的可区分层来使基于学习的手姿势和形状估计受益。

最近的工作取得了令人印象深刻的进展，从单眼颜色图像中联合重建手和操纵物体。现有的方法着重于两个替代表示，以参数网格或签名的距离字段（SDF）。一方面，参数模型可以以有限的形状变形和网格分辨率的成本从先验知识中受益。因此，网格模型可能无法精确地重建细节，例如手和物体的接触表面。另一方面，基于SDF的方法可以代表任意细节，但缺乏明确的先验。在这项工作中，我们旨在使用参数表示提供的PRIOR来改善SDF模型。特别是，我们提出了一个联合学习框架，该框架可以解散姿势和形状。我们从参数模型中获取手和对象摆姿势，并使用它们在3D空间中对齐SDF。我们表明，这种对齐的SDF可以更好地专注于重建形状细节，并提高手和物体的重建精度。我们评估了我们的方法，并在挑战性的OBMAN和DEXYCB基准方面证明了对最新技术的显着改善。

人类性能捕获是一种非常重要的计算机视觉问题，在电影制作和虚拟/增强现实中具有许多应用。许多以前的性能捕获方法需要昂贵的多视图设置，或者没有恢复具有帧到帧对应关系的密集时空相干几何。我们提出了一种新颖的深度致密人体性能捕获的深层学习方法。我们的方法是基于多视图监督的弱监督方式培训，完全删除了使用3D地面真理注释的培训数据的需求。网络架构基于两个单独的网络，将任务解散为姿势估计和非刚性表面变形步骤。广泛的定性和定量评估表明，我们的方法在质量和稳健性方面优于现有技术。这项工作是DeepCAP的扩展版本，在那里我们提供更详细的解释，比较和结果以及应用程序。

Recovering the skeletal shape of an animal from a monocular video is a longstanding challenge. Prevailing animal reconstruction methods often adopt a control-point driven animation model and optimize bone transforms individually without considering skeletal topology, yielding unsatisfactory shape and articulation. In contrast, humans can easily infer the articulation structure of an unknown animal by associating it with a seen articulated character in their memory. Inspired by this fact, we present CASA, a novel Category-Agnostic Skeletal Animal reconstruction method consisting of two major components: a video-to-shape retrieval process and a neural inverse graphics framework. During inference, CASA first retrieves an articulated shape from a 3D character assets bank so that the input video scores highly with the rendered image, according to a pretrained language-vision model. CASA then integrates the retrieved character into an inverse graphics framework and jointly infers the shape deformation, skeleton structure, and skinning weights through optimization. Experiments validate the efficacy of CASA regarding shape reconstruction and articulation. We further demonstrate that the resulting skeletal-animated characters can be used for re-animation.

深度学习识别的进步导致使用2D图像准确的对象检测。然而，这些2D感知方法对于完整的3D世界信息不足。同时，高级3D形状估计接近形状本身的焦点，而不考虑公制量表。这些方法无法确定对象的准确位置和方向。为了解决这个问题，我们提出了一个框架，该框架共同估计了从单个RGB图像的度量标度形状和姿势。我们的框架有两个分支：公制刻度对象形状分支（MSO）和归一化对象坐标空间分支（NOC）。 MSOS分支估计在相机坐标中观察到的度量标准形状。 NOCS分支预测归一化对象坐标空间（NOCS）映射，并从预测的度量刻度网格与渲染的深度图执行相似性转换，以获得6D姿势和大小。此外，我们介绍了归一化对象中心估计（NOCE），以估计从相机到物体中心的几何对齐距离。我们在合成和实际数据集中验证了我们的方法，以评估类别级对象姿势和形状。

3D从单眼RGB图像中的人类姿势和形状恢复是一个具有挑战性的任务。基于现有的基于学习的方法高度依赖于弱监管信号，例如， 2D和3D联合位置，由于缺乏野外配对的3D监督。然而，考虑到这些弱监管标签中存在的2D-3D模糊，网络在用此类标签培训时容易在本地最佳状态下卡。在本文中，我们通过优化多个初始化来减少势措施。具体而言，我们提出了一个名为多初始化优化网络（MION）的三级框架。在第一阶段，我们策略性地选择与输入样本的2D关键点兼容的不同粗略的3D重建候选。每个粗略重建可以被视为初始化导致一个优化分支。在第二阶段，我们设计网格精制变压器（MRT）以分别通过自我关注机制来优化每个粗略重建结果。最后，提出了一种一致性估计网络（CEN）来通过评估RGB图像中的视觉证据与给定的3D重建匹配，以通过评估来查找来自候选的最佳结果。实验表明，我们的多初始化优化网络优于多个公共基准上的现有3D网格的方法。

Rendering bridges the gap between 2D vision and 3D scenes by simulating the physical process of image formation. By inverting such renderer, one can think of a learning approach to infer 3D information from 2D images. However, standard graphics renderers involve a fundamental discretization step called rasterization, which prevents the rendering process to be differentiable, hence able to be learned. Unlike the state-of-the-art differentiable renderers [29,19], which only approximate the rendering gradient in the back propagation, we propose a truly differentiable rendering framework that is able to (1) directly render colorized mesh using differentiable functions and (2) back-propagate efficient supervision signals to mesh vertices and their attributes from various forms of image representations, including silhouette, shading and color images. The key to our framework is a novel formulation that views rendering as an aggregation function that fuses the probabilistic contributions of all mesh triangles with respect to the rendered pixels. Such formulation enables our framework to flow gradients to the occluded and far-range vertices, which cannot be achieved by the previous state-of-thearts. We show that by using the proposed renderer, one can achieve significant improvement in 3D unsupervised singleview reconstruction both qualitatively and quantitatively. Experiments also demonstrate that our approach is able to handle the challenging tasks in image-based shape fitting, which remain nontrivial to existing differentiable renderers. Code is available at https://github.com/ ShichenLiu/SoftRas.

在这项工作中，我们探索在野外重建手对象交互。这个问题的核心挑战是缺乏适当的3D标记数据。为了克服这个问题，我们提出了一种基于优化的程序，该过程不需要直接的3D监督。我们采用的一般策略是利用所有可用的相关数据（2D边界框，2D手键盘，2D实例掩码，3D对象模型，实验室Mocap）为3D重建提供约束。我们不是单独优化手和对象，我们共同优化它们，这使我们能够基于手动对象触点，碰撞和遮挡来施加额外的约束。我们的方法在史诗厨房和100天的手中数据集中产生令人信服的重建，跨越一系列对象类别。定量地，我们证明我们的方法对现有的实验室设置中的现有方法有利地进行了比较，其中地面真理3D注释提供。