Head pose estimation (HPE) is a problem of interest in computer vision to improve the performance of face processing tasks in semi-frontal or profile settings. Recent applications require the analysis of faces in the full 360{\deg} rotation range. Traditional approaches to solve the semi-frontal and profile cases are not directly amenable for the full rotation case. In this paper we analyze the methodology for short- and wide-range HPE and discuss which representations and metrics are adequate for each case. We show that the popular Euler angles representation is a good choice for short-range HPE, but not at extreme rotations. However, the Euler angles' gimbal lock problem prevents them from being used as a valid metric in any setting. We also revisit the current cross-data set evaluation methodology and note that the lack of alignment between the reference systems of the training and test data sets negatively biases the results of all articles in the literature. We introduce a procedure to quantify this misalignment and a new methodology for cross-data set HPE that establishes new, more accurate, SOTA for the 300W-LP|Biwi benchmark. We also propose a generalization of the geodesic angular distance metric that enables the construction of a loss that controls the contribution of each training sample to the optimization of the model. Finally, we introduce a wide range HPE benchmark based on the CMU Panoptic data set.


翻译:头部姿态估计(HPE)是计算机视觉领域的一个研究问题,旨在提升半正面或侧面场景下脸部处理任务的性能。近期应用需要分析全360°旋转范围内的面部。解决半正面和侧面情况的传统方法无法直接适用于全旋转情况。本文分析了短范围和宽范围HPE的方法论,并讨论了每种情况适用的表示与度量。研究表明,流行的欧拉角表示是短范围HPE的合适选择,但不适用于极端旋转情况。然而,欧拉角的万向锁问题使其无法在任何场景中作为有效度量。我们还重新审视了当前的跨数据集评估方法论,注意到训练与测试数据集参考系之间缺乏对齐,这会导致文献中所有文章的结果产生负面偏差。我们提出了一种量化这种未对齐程度的方法,以及一种用于跨数据集HPE的新方法论,为300W-LP|Biwi基准建立了更准确的新SOTA。同时,我们提出了测地角距离度量的泛化形式,从而构建了一种能够控制每个训练样本对模型优化贡献的损失函数。最后,我们基于CMU Panoptic数据集引入了一个宽范围HPE基准。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
47+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
47+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员