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ViTPose+:下一代通用视觉Transformer身体姿态估计模型

人工智能

基于视觉 Transformer 的人体姿态估计:深入解析 ViTPose

简介

人体姿态估计是计算机视觉领域的重要课题,旨在从图像或视频中准确预测人体姿态。近年来,基于深度学习的人体姿态估计方法迅速发展,其中视觉 Transformer 模型凭借其强大的表示能力和泛化性,在该领域大放异彩。

ViTPose:基于简单视觉 Transformer 的人体姿态估计模型

ViTPose 模型是京东探索研究院和悉尼大学提出的基于视觉 Transformer 的人体姿态估计模型。它的架构非常简单,包括一个用于特征提取的卷积层,一个由 Transformer 层组成的视觉 Transformer 模块,以及用于生成人体关键点坐标的输出层。

Transformer 层由自注意力层和前馈网络层组成。自注意力层允许模型学习图像中不同部分之间的关系,而前馈网络层则能够提取图像中不同部分的特征。ViTPose 的输出是人体关键点,即人体上具有特殊意义的点,例如头部、肩膀、肘部和膝盖。

ViTPose+:ViTPose 模型的改进版本

ViTPose+ 是 ViTPose 模型的改进版本,在以下方面进行了优化:

  • 增加 Transformer 层的数量
  • 使用更深的卷积层进行特征提取
  • 采用更强大的数据增强方法

这些改进进一步提升了 ViTPose+ 模型的准确性和速度。

代码示例

import torch
import torchvision.transforms as transforms
from vit_pose import ViTPose

# 加载预训练的 ViTPose 模型
model = ViTPose.from_pretrained("vit_pose_model.pth")

# 预处理图像
transform = transforms.Compose([
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225])
])
image = transform(Image.open("image.jpg"))

# 预测人体姿态
with torch.no_grad():
    output = model(image.unsqueeze(0))

# 解析输出并可视化结果
keypoints = output["keypoints"].squeeze(0).cpu().numpy()
plt.imshow(image)
plt.scatter(keypoints[:, 0], keypoints[:, 1], color="red", s=10)
plt.show()

实验结果

ViTPose 和 ViTPose+ 模型在多个公开数据集上进行了评估,包括 COCO、MPII 和 LSP。实验结果表明:

  • ViTPose 在准确性和速度方面均优于现有方法。
  • ViTPose+ 的准确性进一步提升,速度也有所提高。

结论

ViTPose 和 ViTPose+ 是基于视觉 Transformer 的人体姿态估计模型,在准确性和速度方面都取得了优异的性能。它们可以广泛应用于人机交互、运动分析和健康监测等领域。

常见问题解答

1. ViTPose 模型的优势是什么?

ViTPose 模型具有以下优势:

  • 准确性高
  • 速度快
  • 简单易用

2. ViTPose+ 与 ViTPose 有何区别?

ViTPose+ 是 ViTPose 的改进版本,具有更高的准确性和速度。

3. ViTPose 模型可以应用于哪些领域?

ViTPose 模型可以应用于以下领域:

  • 人机交互
  • 运动分析
  • 健康监测

4. ViTPose 模型的未来发展方向是什么?

ViTPose 模型的未来发展方向包括:

  • 探索新的视觉 Transformer 架构
  • 提高模型的准确性和速度
  • 扩展模型的应用范围

5. 如何使用 ViTPose 模型?

可以使用以下步骤使用 ViTPose 模型:

  • 加载预训练的 ViTPose 模型
  • 预处理图像
  • 预测人体姿态
  • 解析输出并可视化结果