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多人姿态估计方法通常遵循Top-DownBottom-up的模式,这两种方法都可以看作是两阶段的方法,因此计算成本高,效率低。

为了实现一个紧凑高效的多人姿态估计任务流水线,本文提出将人体部位表示为点,并提出一种新的人体表示方法,该方法利用一个自适应点集,包括人体中心和7个人体部位相关点,以更细粒度的方式表示人体实例。这种新的表示法更能捕捉各种姿势变形,并自适应分解长距离中心到关节的位移,从而提供一个单阶段可微网络,以更精确地回归多人姿势,称为 AdaptivePose。为了进行推理,本文提出的网络消除了分组和细化,只需单步解码即可形成多人姿势。

COCO测试开发数据集上,在没有任何提示的情况下,DLA-34HRNet-W48分别实现了67.4%AP/29.4 fps和71.3%AP/9.1 fps的最佳速度精度权衡。

https://ojs.aaai.org/index.php/AAAI/article/view/20185

1、简介

随着深度学习技术的普及,姿态估计在计算机视觉领域受到了广泛关注。对于许多高级视觉任务,如活动理解、姿态跟踪等,这是必不可少的一步。

大多数现有的多人姿态估计方法可以归纳为两种方法,包括Top-Down方法和Bottom-up方法。

Top-Down方法首先裁剪和调整检测到人的区域,然后在每个裁剪区域中定位关键点。这些方法可能有以下缺点:

  1. 关节检测的性能与人体边界框的质量密切相关。

  2. 检测优先模式导致内存成本高、效率低,不适用于应用程序。

Bottom-up方法首先为所有人同时定位关键点,然后为每个人分组。尽管Bottom-up方法通常比Top-Down方法运行得更快,但分组过程在计算上仍很复杂且冗余,并且总是涉及许多技巧来优化最终结果。

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上述两阶段方法通常使用通过绝对关键点位置建模人体姿势的传统表示法,如图1(a)所示,这将人体实例和关键点之间的关联分开,因此需要额外的阶段来建模关系。

最近的研究工作初步探索了在遇到一些障碍而导致性能受限的情况下,建模人的实例与相应关键点之间关系的表示方法。例如,如图1(b)所示,CenterNet通过中心点表示人体实例,并利用中心到关节的偏移来形成人体姿势,但由于各种姿势变形和中心具有固定的感受野,因此很难处理长距离的中心到关节偏移,因此实现了折衷的性能。如图1(c)所示,SPM 还通过根关节表示实例,并进一步表示固定的层次树结构,并基于铰接运动学将根关节和关键点分为4个层次。它将长期偏移量分解为累积的短期偏移量,同时面临累积误差沿骨架传播的困境。

为了解决上述问题,在这项工作中将人体部位表示为自适应点,并使用包含人体中心和7个人体部位相关点的自适应点集来适应不同的人体实例。人体姿势以身体(中心)到部位(自适应点)到关节的方式形成,如图1(d)所示。

与以往的表示相比,我们的表示优势主要体现在两个方面:

  1. 与中心表示相比,这种细粒度的点集表示更能捕捉人体的各种变形程度;
  2. 它自适应地将长距离位移分解为短距离位移,同时避免了沿着骨骼传播的累积误差,因为自适应人体部位相关点是由神经网络自动学习的。

基于自适应点集表示提出了一种高效的端到端可微网络,称为 AdaptivePose,它主要由3个新组件组成。

  • 首先,提出了一个部件感知模块,通过动态预测每个人体实例的7个自适应人体部件相关点来感知人体部件。

  • 其次,与使用具有固定感受野的特征来预测不同身体的中心不同,引入了增强型中心感知分支,通过聚集自适应人体部位相关点的特征来进行感受野自适应,捕获不同姿势的变形,从而更精确地感知中心;

  • 最后,提出了一个Two-hop回归分支,其中自适应人体部位相关点作为一跳节点,动态分解远程中心到关节偏移。在推理过程中,只需要一个单步解码过程,通过组合中心位置和中心到关节的偏移来形成人体姿势,而无需任何优化和技巧。

主要贡献概括如下:

  • 将人体部位表示为点,并进一步利用自适应点集来表示人体实例。这是第一个提出精细获得和自适应身体表示的人,它更能捕获各种姿势变形,并自适应分解长距离中心到关节偏移。

  • 基于新的表示提出了一个紧凑的单阶段可微网络,称为AdaptivePose。具体来说,引入了一个新的部件感知模块,通过回归7个与人体部件相关的点来感知人体部件。通过使用人体部位相关点进一步提出了增强的中心感知分支,以更精确地感知人体中心,以及Two-hop回归分支,以有效分解长距离中心到关节偏移。

  • 本文的方法大大简化了多人姿势估计的流水线,在COCO测试开发集上实现了最佳速度精度权衡,即67.4%AP/29.4 fps、68.2%AP/22.2 fps(DLA-34)和71.3%AP/9.1 fps(HRNet-W48),无需任何改进和后期处理。

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