3D Morphable models(简称3DMM),其相关的传统方法和深度学习方法都有较多的研究。 基本思想 3DMM,即三维可变形人脸模型,是一个通用的三维人脸模型,用固定的点数来表示人脸。 它的核心思想就是人脸可以在三维空间中进行一一匹配,并且可以由其他许多幅人脸正交基加权线性相加而来。 我们所处的三维空间,每一点 \((x,y,z)\) ,实际上都是由三维空间三个方向的基量, \((1,0,0)\) , \((0,1,0)\) , \((0,0,1)\) 加权相加所得,只是权重分别为 \(x,y,z\) 。 转换到三维空间,道理也一样。每一个三维的人脸,可以由一个数据库中的所有人脸组成的基向量空间中进行表示,而求解任意三维人脸的模型,实际上等价于求解各个基向量的系数的问题。 人脸的基本属性包括 形状和纹理 ,每一张人脸可以表示为形状向量和纹理向量的线性叠加。 形状向量Shape Vector: \(S=(X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2,...,Yn,Zn)\) ,示意图如下: 纹理向量Texture Vector:...
3D Model
2026-04-15
三维深度学习简介 多视角(multi-view):通过多视角二维图片组合为三维物体,此方法将传统CNN应用于多张二维视角的图片,特征被view pooling procedure聚合起来形成三维物体; 体素(volumetric):通过将物体表现为空间中的体素进行类似于二维的三维卷积(例如,卷积核大小为5x5x5),是规律化的并且易于类比二维的,但同时因为多了一个维度出来,时间和空间复杂度都非常高,目前已经不是主流的方法了; 点云(point clouds):直接将三维点云抛入网络进行训练,数据量小。主要任务有分类、分割以及大场景下语义分割; 非欧式(manifold,graph):在流形或图的结构上进行卷积,三维点云可以表现为mesh结构,可以通过点对之间临接关系表现为图的结构。 点云的特性 无序性...
概括 这篇文章将卷积比较自然地拓展到点云的情形,思路很赞! 文章的主要创新点:“weight function”和“density function”,并能实现translation-invariance和permutation-invariance,可以实现层级化特征提取,而且能自然推广到其deconvolution的情形实现分割,在二维CIFAR-10图像分类任务中精度堪比CNN(表明能够充分近似卷积网络),达到了SOTA的性能。 缺点:每个kernel都需要由“kernel function”生成,而“kernel function”实质上是一个CNN网络,计算量比较大。 思想 察觉到:二维卷积中pixel的相对centroid位置与kernel vector的生成方式有关。 以二维卷积为例说明一下如何将卷积拓展到点云。这里只考虑使用一个kernel在一个location的一次卷积操作。 对于二维图像,我们可以将图像的pixels看作是一个点,那么图像就是整齐排列的点阵。每个point都有维度为 \(C_{in}\)...
Hough Voting 本文的标题是Deep Hough Voting,先来说一下Hough Voting。 用Hough变换检测直线大家想必都听过:对于一条直线,可以使用 \((r,θ)\) 两个参数进行描述,那么对于图像中的一点,过这个点的直线有很多条,可以生成一系列的 \((r,θ)\) ,在参数平面内就是一条曲线,也就是说,一个点对应着参数平面内的一个曲线。那如果有很多个点,则会在参数平面内生成很多曲线。那么,如果这些点是能构成一条直线的,那么这条直线的参数 \((r,θ)\) 就在每条曲线中都存在,所以看起来就像是多条曲线相交在 \((r,θ)\) 。可以用多条曲线投票的方式来看,其他点都是很少的票数,而 \((r,θ)\) 则票数很多,所以直线的参数就是 \((r,θ)\) 。 所以Hough变换的思想就是在于,在参数空间内进行投票,投票得数高的就是要得到的值。 文中提到的Hough Voting如下: A traditional Hough voting 2D detector comprises an offline and an online step....
3D Model
2026-04-15
三维空间中的旋转有很多种表示方式,欧拉角,旋转矩阵,旋转向量,四元数。由于在slam与机器人中会大量用到这方面的知识,所以在这里将此方面的知识总结一下,方便以后查阅。 欧拉角(Euler Angle) 欧拉角可以使用滑翔翼飞行器控制来理解,比如对于下面这张图,一般假设红色轴为z轴,则z轴表示空间的第三维,则去掉这一维度表示飞行器在一个二维平面上;蓝色轴为x轴,也是飞行器的朝向,因此绕此轴转动就像是飞行器在做翻滚动作,因此叫翻滚角(roll);绿色轴为y轴,绕这个轴转动其实就是飞机开始准备向上飞或者向下飞了,因此叫俯仰角(pitch);同理,绕红色轴也就是z轴转动代表飞机开始调整自身在二维平面上的朝向了,因此叫偏航角(yaw)。 在欧拉角的表示中,yaw、pitch、roll的顺序对旋转结果是有影响的。即 给定一组欧拉角角度值,比如yaw=45度,pitch=30度,roll=60度,按照yaw-pitch-roll的顺序旋转和按照yaw-roll-pitch的顺序旋转,最终刚体的朝向是不同的! 换言之,若刚体需要按照两种不同的旋转顺序旋转到相同的朝向,所需要的欧拉角角度值则是不同的!...
3D Model
2026-04-15
论文介绍了一种新的网络结构用于人体姿态检测,作者在论文中展现了不断重复bottom-up、top-down过程以及运用intermediate supervison(中间监督)对于网络性能的提升,下面来介绍Stacked Hourglass Networks. 简介 理解人类的姿态对于一些高级的任务比如行为识别来说特别重要,而且也是一些人机交互任务的基础。作者提出了一种新的网络结构Stacked Hourglass Networks来对人体的姿态进行识别,这个网络结构能够捕获并整合图像所有尺度的信息。之所以称这种网络为Stacked Hourglass Networks,主要是它长得很像堆叠起来的沙漏,如下图所示: 这种堆叠在一起的Hourglass模块结构是对称的,bottom-up过程将图片从高分辨率降到低分辨率,top-down过程将图片从低分辨率升到高分辨率,这种网络结构包含了许多pooling和upsampling的步骤,pooling可以将图片降到一个很低的分辨率,upsampling可以结合多个分辨率的特征。 下面介绍具体的网络结构。 Hourglass Module...
3D Model
2026-04-15
深度相机 “工欲善其事必先利其器‘’我们先从能够获取RGBD数据的相机开始谈起。首先我们来看一看其分类。 根据其工作原理主要分为三类: 1.双目方案 基于双目立体视觉的深度相机类似人类的双眼,和基于TOF、结构光原理的深度相机不同,它不对外主动投射光源,完全依靠拍摄的两张图片(彩色RGB或者灰度图)来计算深度,因此有时候也被称为被动双目深度相机。比较知名的产品有STEROLABS 推出的 ZED 2K Stereo Camera和Point Grey 公司推出的 BumbleBee。 双目立体视觉是基于视差原理,由多幅图像获取物体三维几何信息的方法。在机器视觉系统中, 双目视觉一般由双摄像机从不同角度同时获取周围景物的两幅数字图像,或有由单摄像机在不同时刻从不同角度获取周围景物的两幅数字图像 ,并基于视差原理即可恢复出物体三维几何信息,重建周围景物的三维形状与位置。 双目视觉有的时候我们也会把它称为体视,是人类利用双眼获取环境三维信息的主要途径。从目前来看,随着机器视觉理论的发展,双目立体视觉在机器视觉研究中发回来看了越来越重要的作用 为什么非得用双目相机才能得到深度?...
NLP
2026-04-15
取代RNN——Transformer 在介绍Transformer前我们来回顾一下RNN的结构 对RNN有一定了解的话,一定会知道,RNN有两个很明显的问题 效率问题:需要逐个词进行处理,后一个词要等到前一个词的隐状态输出以后才能开始处理 如果传递距离过长还会有梯度消失、梯度爆炸和遗忘问题 为了缓解传递间的梯度和遗忘问题,设计了各种各样的RNN cell,最著名的两个就是LSTM和GRU了 LSTM (Long Short Term Memory) GRU (Gated Recurrent Unit) 但是,引用网上一个博主的比喻,这么做就像是在给马车换车轮,为什么不直接换成汽车呢? 于是就有了 Transformer 。Transformer 是Google Brain 2017的提出的一篇工作,它针对RNN的弱点进行重新设计,解决了RNN效率问题和传递中的缺陷等,在很多问题上都超过了RNN的表现。Transfromer的基本结构如下图所示,...
简介 生成对抗网络 ( Generative Adversarial Network, GAN ) 是由 Goodfellow 于 2014 年提出的一种对抗网络。这个网络框架包含两个部分,一个生成模型 (generative model) 和一个判别模型 (discriminative model)。其中,生成模型可以理解为一个伪造者,试图通过构造假的数据骗过判别模型的甄别;判别模型可以理解为一个警察,尽可能甄别数据是来自于真实样本还是伪造者构造的假数据。两个模型都通过不断的学习提高自己的能力,即生成模型希望生成更真的假数据骗过判别模型,而判别模型希望能学习如何更准确的识别生成模型的假数据。 网络框架 GAN 由两部分构成,一个 生成器 ( Generator ) 和一个 判别器 ( Discriminator )。对于生成器,我们需要学习关于数据 \(x\) 的一个分布 \(p_g\) ,首先定义一个输入数据的先验分布 \(p_z(z)\) ,其次定义一个映射 \(G \left(\boldsymbol{z}; \theta_g\right): \boldsymbol{z}...
Generative Model
2026-04-15
本文受启发于著名的国外博文 《Wasserstein GAN and the Kantorovich-Rubinstein Duality》 ,内容跟它大体上相同,但是删除了一些冗余的部分,对不够充分或者含糊不清的地方作了补充。 Wasserstein距离 显然,整篇文章必然围绕着Wasserstein距离( \(\mathcal{W}\) 距离)来展开。假设我们有了两个概率分布 \(p(x),q(x)\) ,那么Wasserstein距离的定义为 \[\mathcal{W}[p,q]=\inf_{\gamma\in \Pi[p,q]} \iint \gamma(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}) d(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}) d\boldsymbol{x}d\boldsymbol{y}\] 事实上,这也算是最优传输理论中最核心的定义了。 成本函数 首先 \(d(x,y)\) ,它不一定是距离,其准确含义应该是一个成本函数,代表着从 \(x\) 运输到 \(y\) 的成本。常用的 \(d\) 是基于 \(l\)...
Generative Model
2026-04-15
2022年中旬,以扩散模型为核心的图像生成模型将AI绘画带入了大众的视野。实际上,在更早的一年之前,就有了一个能根据文字生成高清图片的模型——VQGAN。VQGAN不仅本身具有强大的图像生成能力,更是传承了前作VQVAE把图像压缩成离散编码的思想,推广了「先压缩,再生成」的两阶段图像生成思路,启发了无数后续工作。 VQGAN 核心思想 VQGAN的论文名为 Taming Transformers for High-Resolution Image Synthesis,直译过来是「驯服Transformer模型以实现高清图像合成」。可以看出,该方法是在用Transformer生成图像。可是,为什么这个模型叫做VQGAN,是一个GAN呢?这是因为,VQGAN使用了两阶段的图像生成方法: 训练时,先训练一个图像压缩模型(包括编码器和解码器两个子模型),再训练一个生成压缩图像的模型。 生成时, 先用第二个模型生成出一个压缩图像,再用第一个模型复原成真实图像 。 其中,第一个图像压缩模型叫做VQGAN,第二个压缩图像生成模型是一个基于Transformer的模型。...
3D Model
2026-04-15
整体流程 # 文件夹biaoding处理加crop以及生成.yml系列文件,保存在calib_params以及biaoding_pipeline文件夹中
0_test_calibprocess.sh
# 内参标定,往往需要多天数据,且要保证标定板出现的多样性以及cover大部分区域
1_calib_intrics.sh
# 外参标定,使用混合的内参对单天数据进行外参标定,最好loss在0.000x
1_calib_extrics.sh
# 修改anchor.yaml相机信息进行15标定,loss 100以下,A88参考为50左右
2_test_merge.sh
# 选择数据送标anchor,返回后, loss 0.00x, 不准基本就是anchor标错或者方向盘等位置发生运动
python tools/display_tags.py --anchor_path /mnt/.../anchor
3_test_anchors.sh
# 检查anchor的3d位置是否正确
# 首先根据点位加入颜色
python 3_addcolor_anchor.py
#...