To date, little attention has been given to multi-view 3D human mesh estimation, despite real-life applicability (e.g., motion capture, sport analysis) and robustness to single-view ambiguities. Existing solutions typically suffer from poor generalization performance to new settings, largely due to the limited diversity of image-mesh pairs in multi-view training data. To address this shortcoming, people have explored the use of synthetic images. But besides the usual impact of visual gap between rendered and target data, synthetic-data-driven multi-view estimators also suffer from overfitting to the camera viewpoint distribution sampled during training which usually differs from real-world distributions. Tackling both challenges, we propose a novel simulation-based training pipeline for multi-view human mesh recovery, which (a) relies on intermediate 2D representations which are more robust to synthetic-to-real domain gap; (b) leverages learnable calibration and triangulation to adapt to more diversified camera setups; and (c) progressively aggregates multi-view information in a canonical 3D space to remove ambiguities in 2D representations. Through extensive benchmarking, we demonstrate the superiority of the proposed solution especially for unseen in-the-wild scenarios.
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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。
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Input Reconstruction Side and top down view Part Segmentation Input Reconstruction Side and top down view Part Segmentation Figure 1: Human Mesh Recovery (HMR): End-to-end adversarial learning of human pose and shape. We describe a real time framework for recovering the 3D joint angles and shape of the body from a single RGB image. The first two rowsshow results from our model trained with some 2D-to-3D supervision, the bottom row shows results from a model that is trained in a fully weakly-supervised manner without using any paired 2D-to-3D supervision. We infer the full 3D body even in case of occlusions and truncations. Note that we capture head and limb orientations.
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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。
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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。
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与关节位置相比,在皮肤多人线性模型(SMPL)基于多视图图像的基于皮肤的多人线性模型(SMPL)的人网格重建中,关节旋转和形状估计的准确性相对较少。该领域的工作大致分为两类。第一种方法执行关节估计,然后通过将SMPL拟合到最终的接头来产生SMPL参数。第二种方法通过基于卷积神经网络(CNN)模型直接从输入图像中回归SMPL参数。但是,这些方法缺乏解决联合旋转和形状重建和网络学习难度的歧义的信息。为了解决上述问题,我们提出了一种两阶段的方法。提出的方法首先通过从输入图像中的基于CNN的模型估算网格顶点的坐标,并通过将SMPL模型拟合到估计的顶点来获取SMPL参数。估计的网格顶点提供了足够的信息来确定关节旋转和形状,并且比SMPL参数更容易学习。根据使用Human3.6M和MPI-INF-3DHP数据集的实验,所提出的方法在关节旋转和形状估计方面显着优于先前的作品,并在关节位置估计方面实现了竞争性能。
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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。
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Humans constantly interact with objects in daily life tasks. Capturing such processes and subsequently conducting visual inferences from a fixed viewpoint suffers from occlusions, shape and texture ambiguities, motions, etc. To mitigate the problem, it is essential to build a training dataset that captures free-viewpoint interactions. We construct a dense multi-view dome to acquire a complex human object interaction dataset, named HODome, that consists of $\sim$75M frames on 10 subjects interacting with 23 objects. To process the HODome dataset, we develop NeuralDome, a layer-wise neural processing pipeline tailored for multi-view video inputs to conduct accurate tracking, geometry reconstruction and free-view rendering, for both human subjects and objects. Extensive experiments on the HODome dataset demonstrate the effectiveness of NeuralDome on a variety of inference, modeling, and rendering tasks. Both the dataset and the NeuralDome tools will be disseminated to the community for further development.
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我们提出了CrossHuman,这是一种新颖的方法,该方法从参数人类模型和多帧RGB图像中学习了交叉指导,以实现高质量的3D人类重建。为了恢复几何细节和纹理,即使在无形区域中,我们设计了一个重建管道,结合了基于跟踪的方法和无跟踪方法。给定一个单眼RGB序列,我们在整个序列中跟踪参数人模型,与目标框架相对应的点(体素)被参数体运动扭曲为参考框架。在参数体的几何学先验和RGB序列的空间对齐特征的指导下,稳健隐式表面被融合。此外,将多帧变压器(MFT)和一个自我监管的经过修补模块集成到框架中,以放宽参数主体的要求并帮助处理非常松散的布。与以前的作品相比,我们的十字人类可以在可见的和无形区域启用高保真的几何细节和纹理,并提高人类重建的准确性,即使在估计的不准确的参数人类模型下也是如此。实验表明我们的方法达到了最新的(SOTA)性能。
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This work addresses the problem of estimating the full body 3D human pose and shape from a single color image. This is a task where iterative optimization-based solutions have typically prevailed, while Convolutional Networks (ConvNets) have suffered because of the lack of training data and their low resolution 3D predictions. Our work aims to bridge this gap and proposes an efficient and effective direct prediction method based on ConvNets. Central part to our approach is the incorporation of a parametric statistical body shape model (SMPL) within our end-to-end framework. This allows us to get very detailed 3D mesh results, while requiring estimation only of a small number of parameters, making it friendly for direct network prediction. Interestingly, we demonstrate that these parameters can be predicted reliably only from 2D keypoints and masks. These are typical outputs of generic 2D human analysis ConvNets, allowing us to relax the massive requirement that images with 3D shape ground truth are available for training. Simultaneously, by maintaining differentiability, at training time we generate the 3D mesh from the estimated parameters and optimize explicitly for the surface using a 3D per-vertex loss. Finally, a differentiable renderer is employed to project the 3D mesh to the image, which enables further refinement of the network, by optimizing for the consistency of the projection with 2D annotations (i.e., 2D keypoints or masks). The proposed approach outperforms previous baselines on this task and offers an attractive solution for direct prediction of 3D shape from a single color image.
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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。
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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。
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This paper addresses the problem of 3D human pose and shape estimation from a single image. Previous approaches consider a parametric model of the human body, SMPL, and attempt to regress the model parameters that give rise to a mesh consistent with image evidence. This parameter regression has been a very challenging task, with modelbased approaches underperforming compared to nonparametric solutions in terms of pose estimation. In our work, we propose to relax this heavy reliance on the model's parameter space. We still retain the topology of the SMPL template mesh, but instead of predicting model parameters, we directly regress the 3D location of the mesh vertices. This is a heavy task for a typical network, but our key insight is that the regression becomes significantly easier using a Graph-CNN. This architecture allows us to explicitly encode the template mesh structure within the network and leverage the spatial locality the mesh has to offer. Image-based features are attached to the mesh vertices and the Graph-CNN is responsible to process them on the mesh structure, while the regression target for each vertex is its 3D location. Having recovered the complete 3D geometry of the mesh, if we still require a specific model parametrization, this can be reliably regressed from the vertices locations. We demonstrate the flexibility and the effectiveness of our proposed graphbased mesh regression by attaching different types of features on the mesh vertices. In all cases, we outperform the comparable baselines relying on model parameter regression, while we also achieve state-of-the-art results among model-based pose estimation approaches. 1
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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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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。
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了解来自第一人称观点的社交互动对于许多应用来说至关重要,从辅助机器人到AR / VR。谈论相互作用的第一步是理解人类的姿势和形状。但是,该领域的研究目前受到数据缺乏的阻碍。现有数据集根据大小,注释,地面真实捕获方式或相互作用的多样性有限。我们通过提出EGOBODY来解决这一缺点,这是一个用于复杂3D场景中的社交交互的新型大规模数据集。我们采用Microsoft Hololens2耳机来记录富裕的EGEntric数据流(包括RGB,深度,眼睛凝视,头部和手动跟踪)。为了获得准确的3D地面真理,我们将耳机用多kinect钻机校准并配合富有呈现的SMPL-X体网格到多视图RGB-D帧,重建3D人类姿势和相对于场景的形状。我们收集68个序列,跨越不同的社会学互动类别,并提出了从自我监视视图的3D全体姿态和形状估计的第一个基准。我们的数据集和代码将在https://sanweiliti.github.io/egobody/egobody.html中进行研究。
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We propose a CNN-based approach for 3D human body pose estimation from single RGB images that addresses the issue of limited generalizability of models trained solely on the starkly limited publicly available 3D pose data. Using only the existing 3D pose data and 2D pose data, we show state-of-the-art performance on established benchmarks through transfer of learned features, while also generalizing to in-the-wild scenes. We further introduce a new training set for human body pose estimation from monocular images of real humans that has the ground truth captured with a multi-camera marker-less motion capture system. It complements existing corpora with greater diversity in pose, human appearance, clothing, occlusion, and viewpoints, and enables an increased scope of augmentation. We also contribute a new benchmark that covers outdoor and indoor scenes, and demonstrate that our 3D pose dataset shows better in-the-wild performance than existing annotated data, which is further improved in conjunction with transfer learning from 2D pose data. All in all, we argue that the use of transfer learning of representations in tandem with algorithmic and data contributions is crucial for general 3D body pose estimation.
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本文介绍了一个新的大型多视图数据集,称为Humbi的人体表达式,具有天然衣物。 HUMBI的目标是为了便于建模特异性的外观和五个主要身体信号的几何形状,包括来自各种各样的人的凝视,面部,手,身体和服装。 107同步高清摄像机用于捕获772个跨性别,种族,年龄和风格的独特科目。使用多视图图像流,我们使用3D网格模型重建高保真体表达式,允许表示特定于视图的外观。我们证明HUMBI在学习和重建完整的人体模型方面非常有效,并且与人体表达的现有数据集互补,具有有限的观点和主题,如MPII-Gaze,Multi-Pie,Human 3.6m和Panoptic Studio数据集。基于HUMBI,我们制定了一种展开的姿态引导外观渲染任务的新基准挑战,其旨在大大延长了在3D中建模的不同人类表达式中的光敏性,这是真实的社会远程存在的关键能力。 Humbi公开提供http://humbi-data.net
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自上而下的方法主导了3D人类姿势和形状估计的领域,因为它们与人类的检测脱钩,并使研究人员能够专注于核心问题。但是,裁剪是他们的第一步,从一开始就丢弃了位置信息,这使自己无法准确预测原始摄像机坐标系中的全局旋转。为了解决此问题,我们建议将完整框架(悬崖)的位置信息携带到此任务中。具体而言,我们通过将裁剪图像功能与其边界盒信息连接在一起来养活更多的整体功能来悬崖。我们通过更广泛的全帧视图来计算2D再投影损失,进行了类似于图像中投射的人的投影过程。克里夫(Cliff)通过全球态度感知信息进行了喂养和监督,直接预测全球旋转以及更准确的明确姿势。此外,我们提出了一个基于Cliff的伪基真实注释,该注释为野外2D数据集提供了高质量的3D注释,并为基于回归的方法提供了至关重要的全面监督。对流行基准测试的广泛实验表明,悬崖的表现要超过先前的艺术,并在Agora排行榜上获得了第一名(SMPL-Algorithms曲目)。代码和数据可在https://github.com/huawei-noah/noah-research/tree/master/cliff中获得。
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在深度学习的时代,具有未知校准未知校准的多个摄像机的人类姿态估计几乎没有关注迄今为止。我们展示如何培训一个神经模型,以高精度和最小延迟开销来执行此任务。由于多视图闭塞,所提出的模型考虑了联合位置不确定性,并且只需要2D关键点数据进行培训。我们的方法优于良好的人机3.6M数据集上的经典捆绑调整和弱监督单眼3D基线,以及野外滑雪姿势PTZ数据集的更具挑战性。
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