We address the problem of inferring the anatomic skeleton of a person, in an arbitrary pose, from the 3D surface of the body; i.e. we predict the inside (bones) from the outside (skin). This has many applications in medicine and biomechanics. Existing state-of-the-art biomechanical skeletons are detailed but do not easily generalize to new subjects. Additionally, computer vision and graphics methods that predict skeletons are typically heuristic, not learned from data, do not leverage the full 3D body surface, and are not validated against ground truth. To our knowledge, our system, called OSSO (Obtaining Skeletal Shape from Outside), is the first to learn the mapping from the 3D body surface to the internal skeleton from real data. We do so using 1000 male and 1000 female dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) scans. To these, we fit a parametric 3D body shape model (STAR) to capture the body surface and a novel part-based 3D skeleton model to capture the bones. This provides inside/outside training pairs. We model the statistical variation of full skeletons using PCA in a pose-normalized space. We then train a regressor from body shape parameters to skeleton shape parameters and refine the skeleton to satisfy constraints on physical plausibility. Given an arbitrary 3D body shape and pose, OSSO predicts a realistic skeleton inside. In contrast to previous work, we evaluate the accuracy of the skeleton shape quantitatively on held-out DXA scans, outperforming the state-of-the-art. We also show 3D skeleton prediction from varied and challenging 3D bodies. The code to infer a skeleton from a body shape is available for research at https://osso.is.tue.mpg.de/, and the dataset of paired outer surface (skin) and skeleton (bone) meshes is available as a Biobank Returned Dataset. This research has been conducted using the UK Biobank Resource.


翻译:我们处理从身体的3D表面任意地推断一个人的解剖骨架的问题;即我们从外部(皮肤)预测内部(骨骼)的形状(骨骼),这在医学和生物机能方面有许多应用。现有的最先进的生物机能骨架很详细,但不容易对新的主题进行概括。此外,预测骨架的计算机视觉和图形方法通常是超常的,没有从数据中学习,没有利用完全的 3D 体表面,也没有对地面的对比进行验证。据我们了解,我们的系统,叫做 Osho(骨骼)的形状(骨骼)从外部(骨骼)的形状(骨骼)到外部(骨骼)的形状(骨骼)是第一个从3D的形状(骨骼)的形状(骨骼)来学习。我们用1 000 男性和1 000 女性的双能量X光吸收仪(DXA) 进行扫描。对于这些,我们用一个对3D体的直径(直径)的模型(Star)来测量身体表面和一个新的3D骨骼模型来测量。我们用直径(骨骼)的模型来进行一个内部/直径研究。我们用一个内部的底(骨质(骨质)的底(骨骼)的体) 也用一个内部的底(骨质)的模型来显示的模型来显示的模型来显示)的变。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
109+阅读 · 2020年3月12日
抢鲜看!13篇CVPR2020论文链接/开源代码/解读
专知会员服务
49+阅读 · 2020年2月26日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Open Challenges in Deep Stereo: the Booster Dataset
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月9日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月9日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
15+阅读 · 2018年4月3日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员