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面向 3D 人体姿态估计的感知不确定性的测试时优化

计算机视觉与模式识别 2025-07-29 v2 人工智能 机器学习

摘要

尽管数据驱动方法在 3D 人体姿态估计中取得了成功,但它们通常受到领域差距的影响并表现出有限的泛化能力。相比之下,基于优化的方法在针对特定情况进行微调方面表现出色,但在整体性能上通常不如数据驱动方法。我们观察到,以往基于优化的方法通常依赖投影约束,这仅确保在 2D 空间中的对齐,可能导致过拟合问题。为了解决这个问题,我们提出了一种感知不确定性的测试时优化框架,该框架保留了预训练模型的先验信息,并利用关节的不确定性缓解过拟合问题。具体而言,在训练阶段,我们设计了一个有效的 2D 到 3D 网络,用于估计相应的 3D 姿态,同时量化每个 3D 关节的不确定性。对于测试时的优化,所提出的优化框架冻结预训练模型,仅优化潜在状态。随后采用投影损失以确保生成的姿态在 2D 空间中良好对齐,从而实现高质量优化。此外,我们利用每个关节的不确定性来确定每个关节允许优化的程度。通过在具有挑战性的数据集 Human3.6M、MPI-INF-3DHP 和 3DPW 上的大量实验,验证了所提出框架的有效性和优越性。值得注意的是,我们的方法在 Human3.6M 上以 5.5% 的幅度大幅超越了之前的最佳结果。代码可在 \href{https://github.com/xiu-cs/UAO-Pose3D}{https://github.com/xiu-cs/UAO-Pose3D} 获取。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.02339,
  title  = {Uncertainty-Aware Testing-Time Optimization for 3D Human Pose Estimation},
  author = {Ti Wang and Mengyuan Liu and Hong Liu and Bin Ren and Yingxuan You and Wenhao Li and Nicu Sebe and Xia Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.02339},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted by IEEE Transactions on Multimedia. Open sourced