Optical flow estimation is crucial for various applications in vision and robotics. As the difficulty of collecting ground truth optical flow in real-world scenarios, most of the existing methods of learning optical flow still adopt synthetic dataset for supervised training or utilize photometric consistency across temporally adjacent video frames to drive the unsupervised learning, where the former typically has issues of generalizability while the latter usually performs worse than the supervised ones. To tackle such challenges, we propose to leverage the geometric connection between optical flow estimation and stereo matching (based on the similarity upon finding pixel correspondences across images) to unify various real-world depth estimation datasets for generating supervised training data upon optical flow. Specifically, we turn the monocular depth datasets into stereo ones via synthesizing virtual disparity, thus leading to the flows along the horizontal direction; moreover, we introduce virtual camera motion into stereo data to produce additional flows along the vertical direction. Furthermore, we propose applying geometric augmentations on one image of an optical flow pair, encouraging the optical flow estimator to learn from more challenging cases. Lastly, as the optical flow maps under different geometric augmentations actually exhibit distinct characteristics, an auxiliary classifier which trains to identify the type of augmentation from the appearance of the flow map is utilized to further enhance the learning of the optical flow estimator. Our proposed method is general and is not tied to any particular flow estimator, where extensive experiments based on various datasets and optical flow estimation models verify its efficacy and superiority.


翻译:光流估计对于视觉和机器人领域的各类应用至关重要。由于在真实场景中收集光流真值存在困难,现有的大多数光流学习方法仍采用合成数据集进行监督训练,或利用时间相邻视频帧间的光度一致性驱动无监督学习。前者通常存在泛化性问题,而后者表现往往逊于监督方法。为应对这些挑战,本文提出利用光流估计与立体匹配(基于跨图像像素对应搜索的相似性)之间的几何关联,整合多种真实深度估计数据集,为光流生成监督训练数据。具体而言,通过合成虚拟视差将单目深度数据集转化为立体数据集,从而生成沿水平方向的光流;进一步,在立体数据中引入虚拟相机运动以产生沿垂直方向的额外光流。此外,提出对光流对中的单幅图像施加几何增广,促使光流估计器从更具挑战性的案例中学习。最后,由于不同几何增广下的光流图实际上展现出不同特征,我们利用辅助分类器(训练用于从光流图外观识别增广类型)进一步增强光流估计器的学习效果。所提方法具有通用性,不依赖于特定流估计器,基于多种数据集和光流估计模型的广泛实验验证了其有效性与优越性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月15日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
3+阅读 · 今天8:04
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:59
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
3+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
6+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员