Heterogeneous Multi-task Learning for Human Pose Estimation with Deep Convolutional Neural Network

该论文介绍了使用深度卷积神经网络进行人体姿态估计的异构多任务学习方法。首先,通过行人检测裁剪图像,然后在裁剪图像上进行姿态估计。网络输入包括裁剪的图像和关节坐标标签,采用归一化处理。训练过程中,同时优化关节回归器和部分检测器的损失函数。测试时仅使用关节回归器预测结果。这种方法通过多任务学习提高性能,但存在通过全连接层直接回归坐标的问题。

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论文题目Heterogeneous Multi-task Learning for Human Pose Estimation with Deep Convolutional Neural Network,  链接
该篇论文是IJCV 2014的, 文章的核心multi-tasks的joint traning. 
直接看图说话,  该论文的核心思想/步骤可以分为两个components:

  1对图像里面的person进行detection, 以便裁剪出图像里面的人.
        这个显然是必要的, 尤其是图像大而person小, 或者图像里面的人较多时(>= 2 people)
        由于这部分不是该论文里面的重点, 这点在此就不阐述了, 
         有兴趣的童鞋, 可以自行看一些person detection(或者行人检测)的论文之类的.
  2该论文的重头戏, pose estimation in still image. 下面将详细阐述该部分

Pose Estimation:

还是直接看图:
  1上图中输入是裁剪好的图像(根据由human body detector得到的bounding box around the human来获取)
  2 显然输入除了cropped image还需要对应的labels. 这里的labels就是对应cropped image的joints'/parts'的coordinates.
      显然为了获得更好的perfomace, 往往需要对labels进行归一化. 论文里的归一化比较简单:
  
### 关于异构多机器人系统的最优任务分配算法 在研究领域中,针对具有电池约束条件下的异构多机器人系统(Heterogeneous Multi-Robot Systems, HMRS),其任务分配问题通常被建模为一种优化问题。这类问题的目标是在满足能量消耗限制的同时最大化整体性能指标,例如完成时间、路径长度或资源利用率。 #### 数学模型与目标函数 此类问题的核心在于构建合适的数学模型来描述机器人的能力差异以及任务需求之间的匹配关系。一般情况下,可以采用线性规划(Linear Programming, LP)、整数线性规划(Integer Linear Programming, ILP)或者混合整数非线性规划(Mixed Integer Nonlinear Programming, MINLP)等方法进行求解[^1]。具体而言: - **决策变量**:定义哪些机器人执行特定的任务。 - **约束条件**:包括但不限于每台设备的最大工作时长、剩余电量水平以及其他物理特性限制。 - **目标函数**:旨在最小化总成本(如能耗总量)或最大化收益(如任务成功率)。 对于带有电池容量限制的情况,可以通过引入额外的状态变量表示当前时刻各单元所剩电力,并将其纳入到上述框架之中作为附加不等式项加以考虑[^2]。 #### 实现技术与工具支持 为了有效解决实际应用中的复杂场景,研究人员开发了一些专门用于训练人工智能代理并模拟真实环境交互过程的学习平台,比如提到过的 PrimAITE 系统提供了初级阶段的人工智能教学环境,在这里学生能够通过编程实践探索不同策略的效果对比分析 。尽管该平台主要面向教育用途设计,但它同样适用于验证新型调度逻辑的有效性和可行性测试。 另外值得注意的是,随着强化学习(Reinforcement Learning ,RL ) 技术的发展进步 ,也有不少学者尝试利用深度 Q 学习网络 (Deep Q-Network,DQN) 或者其他变体形式来进行动态调整参数权重从而获得更优解方案 的可能性探讨 。 ```python import numpy as np def optimal_task_allocation(robots,battery_levels,tasks,dist_matrix): """ A simple greedy algorithm example for task allocation. Parameters: robots(list): List of robot capabilities. battery_levels(list): Remaining battery levels per robot. tasks(list): Task requirements. dist_matrix(np.ndarray): Distance matrix between all pairs. Returns: list: Allocated tasks to each robot based on given criteria. """ allocations = [-1]*len(tasks) remaining_batteries=battery_levels.copy() while any(t==-1 for t in allocations)and min(remaining_batteries)>0 : best_pair=None max_utility=-float('inf') for r_idx,r_capa in enumerate(robots): if remaining_batteries[r_idx]==0:continue for t_idx,(t_req,is_allocated) in enumerate(zip(tasks,allocations)): if is_allocated != -1 : continue utility=compute_utility(r_capa,t_req,dist_matrix[r_idx][t_idx]) if utility>max_utility and can_perform_task(battery_levels[r_idx],dist_matrix[r_idx][t_idx]): max_utility=utility best_pair=(r_idx,t_idx) if not best_pair:return allocations ri,ti=best_pair allocations[ti]=ri consume_battery(&remaining_batteries[ri],dist_matrix[ri][ti]) return allocations def compute_utility(robot_capability,task_requirement,distance)->float: pass # Placeholder function; implement according specific needs. def can_perform_task(current_battery_consumption,distance_travelled)->bool: pass # Check feasibility considering distance vs available power. def consume_battery(battery_ref,distance_traveled): *battery_ref -= calculate_energy_cost(distance_traveled)* ```
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