基于偏移學習的低分辨率人體姿態(tài)估計

林敏強

摘 要：目前高分辨率人體姿態(tài)估計已經非常準確，但是低分辨率人體姿態(tài)估計效果并不理想，主要原因是低分辨率時模型性能嚴重下降，而偏移學習是解決模型性能下降的一種有效方法。實驗表明，本文提出的基于偏移學習的低分辨率人體姿態(tài)估計算法量化誤差小，準確率高。

關鍵詞：人體姿態(tài)估計；低分辨率；偏移學習

*基金項目：深圳市科技創(chuàng)新委員會資助項目（項目編號：JSGG20191129143214333）

人體姿態(tài)估計是人體生成，動作識別，行人序列重識別，行人跟蹤和行人目標檢測中最關鍵的技術之一。由于受人體的大尺度變換、人體遮擋和拍攝角度等因素干擾，人體姿態(tài)估計充滿挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的人體姿態(tài)估計算法大部分是基于高分辨率的，低分辨率人體姿態(tài)估計研究較少。高分辨率人體姿態(tài)估計計算量大，嚴重阻礙了人體姿態(tài)估計的應用。城市監(jiān)控多采用遠距離拍攝，獲取的圖像分辨率都比較低，因此低分辨率人體姿態(tài)估計更具有研究和應用價值。

人體姿態(tài)估計算法主要分三類：基于坐標的人體姿態(tài)估計算法；基于熱圖的人體姿態(tài)估計算法；基于偏移的人體姿態(tài)估計算法。基于坐標的人體姿態(tài)估計算法是以人體2D圖像作為輸入并學習人體部位的歸一化坐標，為了提升模型的性能，主要采用級聯(lián)網絡來改進預測效果，為了提高低分辨率人體姿態(tài)估計的性能，研究還采用了監(jiān)督學習和對比學習的方法，強制讓特征和輸出保持一致性；基于坐標的方法的人體姿態(tài)估計算法模型簡單，但是模型容易過擬合，基于熱圖的人體姿態(tài)估計算法剛好可以緩解過擬合。基于熱圖的人體姿態(tài)估計算法采用隱士人體結構，且用高斯分布對關鍵點坐標進行編碼，不僅可以防止模型過擬合，而且可以增加容錯能力；但是它容易受到下采樣算子的影響，導致量化誤差增大?；谄茖W習的人體姿態(tài)估計算法將人體姿態(tài)估計分為部分檢測和偏移回歸任務，明顯減少了量化誤差。本文采用基于偏移學習的人體姿態(tài)估計算法在低分辨率數(shù)據集上減少了量化誤差，提升了準去率。

1 算法

2 實驗

本實驗是COCO數(shù)據集上完成的。COCO數(shù)據集是用于圖像檢測、語義分割、人體姿態(tài)估計最常用的數(shù)據集，它包含220張有標注的圖像（COCO數(shù)據集超過330張圖像），150萬個目標，80個行人、汽車、動物等目標類別，91種草、墻、天空等材料類別，并且每張圖片還包含5句圖像描述，最重要的是它包含250000個帶關鍵點標注的行人。實驗用平均精度（mean average precision，mAP）和平均召回率（average recall， AR）來作為評價指標。實驗結果如表1。

從上表可以看出，本文算法在COCO數(shù)據集上的平均精度和平均召回率明顯優(yōu)于其它算法，說明本文提出的基于偏移學習的低分辨率人體姿態(tài)估計算法在低分辨率人體姿態(tài)估計上是有效的。

3 結語

本文提出的基于偏移學習的低分辨率人體姿態(tài)估計算法，在低分辨率人體姿態(tài)估計時，將人體姿態(tài)估計分為部分檢測和偏移回歸任務，明顯減少了量化誤差，提升了準確率。

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