姿态估计论文思路整理 -- Realtime Multi-Person 2D Pose Estimation using Part Affinity Fields

本文介绍了一种利用部分亲和场进行多人实时2D姿态估计的方法。该方法通过两条并行的CNN线程分别检测关键点和关节区域,并通过最小生成树算法将这些信息组合成人体骨架。

文章:

Realtime Multi-Person 2D Pose Estimation using Part Affinity Fields ∗ 

paperuri:(ee7d699fb12eb95daec96f29da5452b9)


代码:

https://github.com/CMU-Perceptual-Computing-Lab/openpose


文章代码总共分为两条线

第一条线:求所有的关键点(头,肩膀,手肘,手腕 ... )

1)一共两个cnn,第一个cnn的输入是原图,输出是热图(每一个热图包含某一种关键点)

2)第二个cnn输入是上一个cnn得到的所有热图,和原图。输出还是热图。

循环直至收敛


第二条线:求所有关节区域

1)一共两个cnn,第一个cnn的输入是原图,输出是热图(每一个热图包含某一种连接(可以简单理解为骨头)区域),其实它们是一整片区域,不过每个地方的概率大小不同。

2)第二个cnn输入是上一个cnn得到的所有热图,和原图。输出还是热图。

循环直至收敛


根据前边两个阶段得到的两个热图,计算哪两个点连接比较好。这就要根据关节区域和点的位置来计算每个像素的小法向。生成一个法向图。

根据前边生成的法向图,第一条线中最后得到的各个点的连线,确定哪两个点的连线的概率最大,找到所有这样的线。找到一个线就可以开始用最小生成树算法来找下一条线,最终得到一个人的骨架,然后得到所有的骨架,如果有连接不完整的,那就残缺的存在就好了。


### OpenPose 实时多人 2D 姿态估计 OpenPose 是由卡内基梅隆大学感知计算实验室开发的一项开创性技术,旨在实现实时多人2D姿态估计。该系统能够在同一场景中同时检测多个人体的关键点,包括身体、手部、面部和脚部的位置[^1]。 #### 部分亲和域 (Part Affinity Fields) 为了提高姿态估计的准确性并解决遮挡问题,OpenPose引入了部分亲和域(Part Affinity Fields, PAFs)的概念。PAFs用于表示不同部位之间的连接关系,具体来说: - **定义**:对于每一对相连的身体部件(如肩膀到肘),构建一个二维向量场来描述这对部件的方向性和置信度。 - **作用机制**:通过分析这些向量场中的梯度方向可以推断出各个肢体间的相对位置以及它们之间是否存在关联。这使得即使某些关节被遮挡或不可见的情况下也能正确重建完整的骨架结构[^3]。 ```python import cv2 from openpose import pyopenpose as op params = dict() params["model_folder"] = "path/to/models" opWrapper = op.WrapperPython() opWrapper.configure(params) datum = op.Datum() cap = cv2.VideoCapture(0) while True: ret, frame = cap.read() datum.cvInputData = frame opWrapper.emplaceAndPop([datum]) # Display keypoints and part affinity fields on the image cv2.imshow("Keypoints", datum.cvOutputData) if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break cv2.destroyAllWindows() ``` 此代码片段展示了如何利用OpenPose库读取摄像头输入,并显示处理后的图像,其中包含了检测到的人体关键点及其对应的PAF可视化结果。
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