基于單目視頻序列的二維全身人體姿態(tài)估計的研究中期報告

基于單目視頻序列的二維全身人體姿態(tài)估計的研究中期報告一、研究背景及意義：全身人體姿態(tài)估計（Full-bodyposeestimation）是計算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個重要問題，指的是從給定的圖片或視頻中估計出人體的3D姿態(tài)信息，包括人體的關(guān)節(jié)角度、身體姿態(tài)等。全身姿態(tài)估計在體育訓(xùn)練、人體運(yùn)動分析、人機(jī)交互等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，因此也成為了計算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。以往的全身姿態(tài)估計算法主要基于RGB-D數(shù)據(jù)，即RGB彩色圖像和深度圖像，但這種數(shù)據(jù)依賴于特殊的硬件設(shè)備，且處理數(shù)據(jù)的時間和成本較高?；趩文繄D像的全身姿態(tài)估計方法相對于RGB-D數(shù)據(jù)具有更強(qiáng)的可行性和實用性，因此受到了越來越多的關(guān)注。本文基于單目視頻序列，探究如何實現(xiàn)全身人體姿態(tài)估計的問題，旨在提出一種高效、準(zhǔn)確、實用的全身姿態(tài)估計算法，為全身姿態(tài)估計的實際應(yīng)用提供技術(shù)支持。二、研究方法和方案：本文的研究方法主要基于深度學(xué)習(xí)算法，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型學(xué)習(xí)人體姿態(tài)特征，再利用訓(xùn)練好的模型對輸入圖像序列進(jìn)行全身姿態(tài)估計。具體實現(xiàn)的方案如下：1.數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)備：首先，需要準(zhǔn)備一個包含標(biāo)注全身姿態(tài)的數(shù)據(jù)集，本文選用了MPII3D數(shù)據(jù)集作為研究的數(shù)據(jù)集。MPII數(shù)據(jù)集包含了22種體態(tài)和16個關(guān)節(jié)的姿勢，為基于單目視頻序列的全身姿態(tài)估計提供了良好的樣本。2.關(guān)節(jié)點(diǎn)的檢測：在基于單目圖像的全身姿態(tài)估計中，通過檢測人體的關(guān)鍵點(diǎn)，可以得到人體的姿勢信息。本文選用OpenPose神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)檢測，該模型可以同時檢測出人體的身體姿態(tài)和關(guān)鍵點(diǎn)，并生成輸出表示人體的2D關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。3.人體姿態(tài)的估計：利用OpenPose神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型得到人體的2D關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)后，通過計算人體不同部位的相對位置關(guān)系，可以推斷出人體的3D姿態(tài)信息。本文采用了3D全卷積網(wǎng)絡(luò)（3DCNN）加強(qiáng)模型的準(zhǔn)確性，將預(yù)測的2D關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)作為網(wǎng)絡(luò)輸入并輸出相應(yīng)的3D姿態(tài)參數(shù)，最終實現(xiàn)全身人體姿態(tài)估計。三、實驗與結(jié)果分析：為了驗證本文提出的基于單目視頻序列的全身人體姿態(tài)估計方法的有效性和性能，本研究進(jìn)行了一系列實驗，采用了一些常用的評價指標(biāo)，包括均方根誤差（RMSE）、平均絕對誤差（MAE）等指標(biāo)。實驗結(jié)果表明，本文提出的全身人體姿態(tài)估計方法在MPII3D數(shù)據(jù)集上取得了較高的準(zhǔn)確率和效果，證明了其實用性和有效性。此外，本文提出的方法具有較強(qiáng)的實時性，能夠適應(yīng)各種場景和環(huán)境，對于實際工程應(yīng)用具有較大的潛力。四、論文的創(chuàng)新點(diǎn)：本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下幾個方面：1.本文將全身姿態(tài)估計技術(shù)應(yīng)用到基于單目視頻序列的場景中，實現(xiàn)了全身姿態(tài)估計的自動化和普及化；2.本文提出了一個高效、準(zhǔn)確、實用的全身姿態(tài)估計算法，通過采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)實現(xiàn)了對人體姿態(tài)特征進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高了算法的準(zhǔn)確性和效率；3.本文采用了3DCNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加強(qiáng)算法的性能，提高了算法對于復(fù)雜場景和動作的適應(yīng)性和魯棒性，為全身姿態(tài)估計研究提供了新思路和新方法。五、總結(jié)與展望：本研究利用基于單目視頻序列的全身姿態(tài)估計技術(shù)，提出了一種全新、高效、準(zhǔn)確、實用的全身姿態(tài)估計算法，為實現(xiàn)對人體動作、體態(tài)等特征的自動化