Une représentation intuitive et sans contrainte de cube 2D pour la détection simultanée de la tête et l’estimation de la pose

Les méthodes les plus récentes d'estimation de la pose de la tête (HPE) sont dominées par la représentation des angles d'Euler. Pour éviter le problème d'ambiguïté inhérent aux étiquettes de rotation, des représentations alternatives basées sur les quaternions et les vecteurs sont introduites. Cependant, ces deux approches ne sont pas intuitives visuellement et sont souvent dérivées d'étiquettes d'angles d'Euler équivoques. Dans cet article, nous présentons une nouvelle méthode mono-étape basée sur des points clés via une représentation de cube 2D {\it intuitive} et {\it non contrainte} pour la détection conjointe et l'estimation de la pose de la tête. Le cube 2D est une projection orthogonale du label hexaédrique régulier 3D qui entoure approximativement une tête, et il contient lui-même l'emplacement de la tête. Il peut refléter l'orientation de la tête directement et sans ambiguïté à n'importe quel angle de rotation. Contrairement à l'estimation générale de la pose d'un objet avec six degrés de liberté (6-DoF), notre cube 2D ignore les trois degrés de liberté (3-DoF) liés à la taille de la tête mais conserve les trois degrés de liberté (3-DoF) liés à sa pose. En se basant sur le principe d'égalité des longueurs des côtés, nous pouvons obtenir facilement la solution sous forme fermée des angles d'Euler à partir du cube 2D prédit, plutôt que d'utiliser l'algorithme PnP sujet aux erreurs. Dans les expérimentations, notre méthode proposée obtient des résultats comparables à ceux des autres méthodes représentatives sur les ensembles de données publics AFLW2000 et BIWI. De plus, un test novateur sur l'ensemble de données CMU Panoptic montre que notre méthode peut être adaptée sans modification à la tâche HPE en vue complète et non contrainte.