《基於知識蒸餾的自監督特徵重建:遮擋人臉年齡估計方法研究》
主題
核心問題:
日常生活中口罩、眼鏡等遮擋物對基於人臉的年齡估計模型的干擾。
缺乏年齡標註的遮擋人臉資料集,需透過合成遮蔽資料解決。
技術方案:
知識蒸餾(Knowledge Distillation):
使用無遮蔽資料預訓練的年齡估計模型(教師模型)指導學生模型學習。
自監督特徵重建:
學生模型附加特徵重建模組,補全遮擋區域的特徵。
目標:
提升模型在遮擋人臉影像上的年齡估計性能,增強實用性和穩健性。
關鍵概念
技術方法:
遮擋合成:在無遮擋人臉資料集上手動添加口罩、眼鏡等遮擋物。
教師-學生模式:
教師模型:主流年齡估計模型(如SSR-Net、DEX),在無遮蔽資料上訓練。
學生模式:與教師結構相同,但增加特徵重建模組(如基於CNN或Transformer的補全網路)。
自監督學習:利用遮蔽合成數據,透過特徵重建損失(如L1/L2損失、感知損失)優化模型。
效能提升點:
特徵補全:重建模組恢復遮擋區域的特徵表達(如紋理、輪廓)。
知識遷移:教師模型提供年齡相關的深層特徵先驗,避免學生模型因遮蔽過擬合噪音。
實驗驗證:
比較基線:傳統年齡估計模型在遮蔽資料上的表現下降。
指標:MAE(平均絕對誤差)、RMSE(均方根誤差)等年齡估計常用指標。
總結
研究意義:
解決了遮擋場景下年齡估計的實用性問題,彌補了真實遮蔽資料不足的缺陷。
創新點:
結合知識蒸餾與自監督特徵重建,無需額外年齡標註的遮蔽資料。
特徵重建模組具有通用性,可擴展至其他遮擋類型(如帽子、圍巾)。
結果與展望:
實驗證明方法顯著降低遮蔽影像的年齡估計誤差(如MAE減少20%)。
未來可探索多模態資料(如3D人臉資訊)進一步優化重建效果。
補充建議
資料層面:分析不同遮蔽比例(如半臉口罩 vs. 全臉口罩)對表現的影響。
模組設計:可嘗試引入註意力機制(如Transformer)提升特徵重建的精準度。
應用場景:討論模型在行動端或邊緣設備上的部署可行性(如運算複雜度分析)。