keypoint detection - flip_idx 란?

FSA·2024년 10월 16일

keypoint_detection

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1. 브레인스토밍

1.1. flip_idx

  • 좌우 대칭 구조를 가진 객체에서 올바른 좌우 구분을 위해 필수적.
  • 대칭 구조에서만 flip_idx 사용이 권장되며, 비대칭적인 경우엔 비활성화하는 것이 안정적임.
  • yolo 학습시,
    • flip_idx가 제공되지 않으면 fliplr=0.0로 설정되며, 수평 반전이 자동으로 비활성화됨.
    • flip_idx가 제공되면, 기본으로 fliplr 은 0.5 이다.
    • 50%는 좌우 반전이 일어난다는 뜻이다.

결론

  • 대칭적인 경우: flip_idx를 설정해 좌우 대칭을 명확히 학습하게 함.
  • 비대칭인 경우: flip_idx를 사용하지 않거나 최소화해 불필요한 혼동을 방지.
  • YOLOv8-Pose와 같은 모델에서 이 설정은 데이터 증강을 최적화하고, 좌우 대칭 구조를 효과적으로 인식하게 도와줄 수 있어.

flip_idx 활용 시 학습 효과

  • 데이터 증강:
    좌우 반전 이미지를 생성해 데이터셋의 크기를 늘려 과적합을 방지하고, 모델의 일반화 성능을 높여줘.

  • 대칭 객체의 인식 개선:
    사람의 신체처럼 양쪽이 유사한 구조를 가진 객체에서 모델이 좌우 구분을 명확히 학습할 수 있도록 도와줘.
    예를 들어, 축구 경기장에서,

  • 비대칭 객체의 경우:
    비대칭적인 객체, 예를 들어 한쪽 손만 분석할 때는 flip_idx를 사용하지 않거나 기본값인 fliplr=0.0으로 비활성화하는 것이 좋아. 손과 같은 비대칭 객체는 좌우 대칭이 의미가 없으니까 혼란을 줄 수 있어.


flip_idx

이해 안 되거나 궁금한 부분 있으면 더 물어봐줘! 😄

flip_idx 개념과 활용 방법

flip_idx대칭적인 키포인트들을 학습할 때 이미지의 좌우 대칭(flipping) 과정에서 올바르게 좌표가 교환되도록 하는 인덱스 매핑이야. 주로 YOLOv8-Pose 모델과 같은 키포인트 기반 모델에서 사용되며, 이미지나 객체의 대칭 구조를 반영해 모델이 더 잘 학습하도록 도와줘.


flip_idx의 의미와 설정 방법

  1. 대칭 관계 정의:
    예를 들어 사람의 왼쪽 팔과 오른쪽 팔은 대칭 관계야. 이미지가 좌우로 뒤집힐 때, 왼쪽 팔의 좌표가 오른쪽 팔의 좌표로 교환되어야지 모델이 혼란스럽지 않게 돼. 이런 대칭성을 flip_idx를 통해 설정해.

    예시 (사람의 키포인트):

    flip_idx: [0, 2, 1, 4, 3, 6, 5, 8, 7, 10, 9, 12, 11, 14, 13, 16, 15]

    여기서 (0)번 점은 중심에 있는 점이라 대칭이 없고, (1, 2), (3, 4)와 같은 쌍은 대칭적으로 매핑돼.


flip_idx 활용 시 학습 효과

  • 데이터 증강:
    좌우 반전 이미지를 생성해 데이터셋의 크기를 늘려 과적합을 방지하고, 모델의 일반화 성능을 높여줘.

  • 대칭 객체의 인식 개선:
    사람의 신체처럼 양쪽이 유사한 구조를 가진 객체에서 모델이 좌우 구분을 명확히 학습할 수 있도록 도와줘. 예를 들어, 축구 경기 분석에서 왼발과 오른발을 명확히 구분하는 데 유리해.

  • 비대칭 객체의 경우:
    비대칭적인 객체, 예를 들어 한쪽 손만 분석할 때는 flip_idx를 사용하지 않거나 기본값인 fliplr=0.0으로 비활성화하는 것이 좋아. 손과 같은 비대칭 객체는 좌우 대칭이 의미가 없으니까 혼란을 줄 수 있어.


flip_idx 설정 예시와 고려 사항

  1. 사람의 포즈 인식:

    • 사람은 좌우 대칭이므로 키포인트 쌍을 지정:
      flip_idx: [0, 2, 1, 4, 3, 6, 5, 8, 7, 10, 9, 12, 11, 14, 13, 16, 15]
      • 좌우 팔, 다리, 눈의 위치를 교환하며 대칭을 학습.
  2. 비대칭 객체 (예: 손):

    • 손은 좌우가 다르므로 flip_idx를 비활성화:
      fliplr: 0.0
    • 이미지 반전 시 좌표 교환이 필요 없고, 그대로 학습해도 무방.
  3. 동물의 포즈 인식:

    • 동물이 완전 대칭적이지 않다면 (머리나 꼬리 같은 비대칭 부위 포함) 대칭적인 부분만 flip_idx로 설정하고, 비대칭 부위는 교환하지 않도록 조정:
      flip_idx: [1, 2, 5, 6]  # 눈과 다리만 교환

왜 이렇게 활용해야 할까?

  1. 데이터 증강의 일관성 유지:

    • 대칭적인 객체를 다룰 때 이미지와 키포인트가 함께 뒤집혀야 데이터의 의미가 유지돼. 그렇지 않으면 모델이 같은 객체를 좌우로 혼동할 수 있어.
  2. 오류 최소화:

    • 비대칭 객체에서 불필요하게 flip_idx를 사용하면 모델이 혼란을 겪어 학습 성능이 저하될 수 있어. 이를 피하려면 비대칭일 경우 flip_idx를 사용하지 않거나 최소한으로 적용하는 게 좋아.

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모든 의사 결정 과정을 지나칠 정도로 모두 기록하고, 나중에 스스로 피드백 하는 것

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