手势识别对于自动驾驶汽车与人类的相互作用至关重要。尽管当前的方法着重于结合几种模式,例如图像特征,关键点和骨向量,但我们提出了神经网络体系结构,该结构仅通过身体骨架输入数据提供最新的结果。我们建议在自动驾驶汽车的背景下,为识别手势识别的时空多层感知器。给定的3D主体随着时间的推移,我们定义时间和空间混合操作以提取两个域中的特征。此外,每个时间步骤的重要性都会通过挤压和激发层重新加权。提供了对TCG和Drive&ACT数据集的广泛评估,以展示我们方法的有希望的性能。此外,我们将模型部署到自动驾驶汽车上,以显示其实时功能和稳定的执行。
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在这项工作中,我们提出了MotionMixer,这是一个有效的3D人体姿势预测模型,仅基于多层感知器(MLP)。MotionMixer通过顺序混合这两种方式来学习时空3D身体姿势依赖性。给定3D身体姿势的堆叠序列,空间MLP提取物是身体关节的细粒空间依赖性。然后,随着时间的推移,身体关节的相互作用由时间MLP建模。最终将时空混合特征汇总并解码以获得未来的运动。为了校准姿势序列中每个时间步的影响,我们利用挤压和兴奋(SE)块。我们使用标准评估协议评估了36M,Amass和3DPW数据集的方法。对于所有评估,我们展示了最先进的性能,同时具有具有较少参数的模型。我们的代码可在以下网址找到:https://github.com/motionmlp/motionmixer
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基于纯粹关注的深度神经网络在几个领域中取得了成功,依赖于设计师的最小建筑前瞻性。在人类行动识别(HAR)中,主要是在标准卷积或复发层的顶部采用注意机制,从而提高了整体泛化能力。在这项工作中,我们介绍了动作变压器(ACT),这是一种简单的完全自我注意的架构,可以始终如一地优于混合卷积,复发和周度的更详细的网络。为了限制计算和能量请求,建立以前的人类行动识别研究,所提出的方法利用小型时间窗口的2D姿势表示,为准确且有效的实时性能提供低延迟解决方案。此外,我们开源MOMES2021是一个新的大规模数据集,作为建立正式培训和评估基准的实时短时哈哈。拟议的方法在MOMY2021上广泛测试,并与几个最先进的架构相比,证明了行为模型的有效性并铺设了未来工作的基础。
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基于姿势的动作识别主要是通过以整体化处理输入骨骼的方法来解决的,即姿势树中的关节是整体处理的。但是,这种方法忽略了这样一个事实,即行动类别通常以局部动力动力学为特征,这些动力动力学仅涉及涉及手(例如“竖起大拇指”)或腿部(例如``踢'')的零件联合组的小子集。尽管存在基于部分组的方法,但在全球姿势框架内并未考虑每个部分组,从而导致这种方法缺乏。此外,常规方法采用独立的方式流(例如关节,骨,关节速度,骨速度),并在这些流中多次训练网络,从而大大增加了训练参数的数量。为了解决这些问题,我们介绍了PSUMNET,这是一种新颖的方法,用于可扩展有效的基于姿势的动作识别。在表示级别,我们提出了一种基于全球框架的部分流方法,而不是基于常规模态流。在每个部分流中,从多种模式的相关数据被处理管道统一和消耗。在实验上,PSumnet在广泛使用的NTURGB+D 60/120数据集和密集的关节骨架数据集NTU 60-X/120-X上实现了最先进的性能。 PSUMNET高效,优于竞争方法,使用100%-400%的参数。 PSUMNET还概括为具有竞争性能的SHREC手势数据集。总体而言,PSUMNET的可伸缩性,性能和效率使其成为动作识别以及在Compute限制的嵌入式和边缘设备上部署的吸引人选择。可以在https://github.com/skelemoa/psumnet上访问代码和预算模型
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捕获关节之间的依赖关系对于基于骨架的动作识别任务至关重要。变压器显示出模拟重要关节相关性的巨大潜力。然而,基于变压器的方法不能捕获帧之间的不同关节的相关性,因此相邻帧之间的不同体部(例如在长跳跃中的臂和腿)一起移动的相关性非常有用。专注于这个问题,提出了一种新的时空组元变压器(Sttformer)方法。骨架序列被分成几个部分,并且每个部分包含的几个连续帧被编码。然后提出了一种时空元组的自我关注模块,以捕获连续帧中不同关节的关系。另外,在非相邻帧之间引入特征聚合模块以增强区分类似动作的能力。与最先进的方法相比,我们的方法在两个大型数据集中实现了更好的性能。
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我们提出了一种新的深度学习方法,用于实时3D人类行动从骨骼数据识别,并将其应用于开发基于视觉的智能监视系统。给定骨骼序列,我们建议将骨骼姿势及其运动编码为单个RGB图像。然后将自适应直方图均衡(AHE)算法应用于颜色图像上,以增强其局部模式并产生更多的判别特征。为了学习和分类任务,我们根据密度连接的卷积体系结构(Densenet)设计深神经网络,以从增强色彩图像中提取特征并将其分类为类。两个具有挑战性的数据集的实验结果表明,所提出的方法达到了最先进的准确性,同时需要培训和推理的计算时间较低。本文还介绍了Cemest,Cemest是一种新的RGB-D数据集,描绘了公共交通中的客运行为。它由203个未经修剪的现实世界监视视频,记录了现实的正常事件和异常事件。在支持数据增强和转移学习技术的支持下,我们在该数据集的实际条件下取得了令人鼓舞的结果。这使基于深度学习的现实应用程序的构建可以增强公共交通中的监控和安全性。
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我们提出了一种新颖的基于变压器的架构,用于3D人类运动的生成建模任务。以前的工作通常依赖于基于RNN的模型,考虑到更短的预测视野迅速达到静止和通常难以置信的状态。最近的研究表明,频域中的隐式时间表示也是有效地制定预定地平线的预测。我们的重点是学习自向学习时空陈述,从而在短期和长期生成合理的未来发展。该模型学习骨骼关节的高尺寸嵌入,以及如何通过去耦的时间和空间自我关注机制来组成时间相干的姿势。我们的双重关注概念允许模型直接访问电流和过去信息,并明确捕获结构和时间依赖项。我们凭经验显示,这有效地了解潜在的运动动态,并减少自动回归模型中观察到的误差累积。我们的模型能够在长视程中产生准确的短期预测和产生合理的运动序列。我们在HTTPS://github.com/eth-Ation-Transformer中公开公开提供我们的代码。
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现有的基于3D骨架的动作识别方法通过将手工制作的动作功能编码为图像格式和CNN解码,从而达到了令人印象深刻的性能。但是,这种方法在两种方面受到限制:a)手工制作的动作功能很难处理具有挑战性的动作,b)通常需要复杂的CNN模型来提高动作识别精度,这通常会发生重大计算负担。为了克服这些局限性,我们引入了一种新颖的AFE-CNN,它致力于增强基于3D骨架的动作的特征,以适应具有挑战性的动作。我们提出了功能增强从关键关节,骨向量,关键框架和时间视角的模块,因此,AFE-CNN对摄像头视图和车身大小变化更为强大,并显着提高了对挑战性动作的识别精度。此外,我们的AFE-CNN采用了轻巧的CNN模型以增强动作功能来解码图像,从而确保了比最新方法低得多的计算负担。我们在三个基于基准骨架的动作数据集上评估了AFE-CNN:NTU RGB+D,NTU RGB+D 120和UTKINECT-ACTION3D,并取得了广泛的实验结果,这表明我们对AFE-CNN的出色表现。
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Speed estimation of an ego vehicle is crucial to enable autonomous driving and advanced driver assistance technologies. Due to functional and legacy issues, conventional methods depend on in-car sensors to extract vehicle speed through the Controller Area Network bus. However, it is desirable to have modular systems that are not susceptible to external sensors to execute perception tasks. In this paper, we propose a novel 3D-CNN with masked-attention architecture to estimate ego vehicle speed using a single front-facing monocular camera. To demonstrate the effectiveness of our method, we conduct experiments on two publicly available datasets, nuImages and KITTI. We also demonstrate the efficacy of masked-attention by comparing our method with a traditional 3D-CNN.
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Human activity recognition (HAR) using drone-mounted cameras has attracted considerable interest from the computer vision research community in recent years. A robust and efficient HAR system has a pivotal role in fields like video surveillance, crowd behavior analysis, sports analysis, and human-computer interaction. What makes it challenging are the complex poses, understanding different viewpoints, and the environmental scenarios where the action is taking place. To address such complexities, in this paper, we propose a novel Sparse Weighted Temporal Attention (SWTA) module to utilize sparsely sampled video frames for obtaining global weighted temporal attention. The proposed SWTA is comprised of two parts. First, temporal segment network that sparsely samples a given set of frames. Second, weighted temporal attention, which incorporates a fusion of attention maps derived from optical flow, with raw RGB images. This is followed by a basenet network, which comprises a convolutional neural network (CNN) module along with fully connected layers that provide us with activity recognition. The SWTA network can be used as a plug-in module to the existing deep CNN architectures, for optimizing them to learn temporal information by eliminating the need for a separate temporal stream. It has been evaluated on three publicly available benchmark datasets, namely Okutama, MOD20, and Drone-Action. The proposed model has received an accuracy of 72.76%, 92.56%, and 78.86% on the respective datasets thereby surpassing the previous state-of-the-art performances by a margin of 25.26%, 18.56%, and 2.94%, respectively.
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基于骨架的动作识别方法受到时空骨骼图的语义提取的限制。但是,当前方法在有效地结合时间和空间图尺寸的特征方面很难,一侧往往厚度厚,另一侧较薄。在本文中,我们提出了一个时间通道聚合图卷积网络(TCA-GCN),以动态有效地学习基于骨架动作识别的不同时间和通道维度中的空间和时间拓扑。我们使用时间聚合模块来学习时间维特征和通道聚合模块,以有效地将空间动态通道拓扑特征与时间动态拓扑特征相结合。此外,我们在时间建模上提取多尺度的骨骼特征,并将其与注意机制融合。广泛的实验表明,在NTU RGB+D,NTU RGB+D 120和NW-UCLA数据集上,我们的模型结果优于最先进的方法。
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Action recognition with skeleton data has recently attracted much attention in computer vision. Previous studies are mostly based on fixed skeleton graphs, only capturing local physical dependencies among joints, which may miss implicit joint correlations. To capture richer dependencies, we introduce an encoder-decoder structure, called A-link inference module, to capture action-specific latent dependencies, i.e. actional links, directly from actions. We also extend the existing skeleton graphs to represent higherorder dependencies, i.e. structural links. Combing the two types of links into a generalized skeleton graph, we further propose the actional-structural graph convolution network (AS-GCN), which stacks actional-structural graph convolution and temporal convolution as a basic building block, to learn both spatial and temporal features for action recognition. A future pose prediction head is added in parallel to the recognition head to help capture more detailed action patterns through self-supervision. We validate AS-GCN in action recognition using two skeleton data sets, NTU-RGB+D and Kinetics. The proposed AS-GCN achieves consistently large improvement compared to the state-of-the-art methods. As a side product, AS-GCN also shows promising results for future pose prediction. Our code is available at https://github.com/limaosen0/AS-GCN . 1
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现代的多层感知器(MLP)模型在不自我注意力的情况下学习视觉表现方面显示了竞争成果。但是,现有的MLP模型不擅长捕获本地细节,并且缺乏人类配置的先验知识,这限制了其骨骼表示学习的模型能力。为了解决这些问题,我们提出了一个名为GraphMLP的简单而有效的图形增强的MLP样结构,该体系结构将MLP和图形卷积网络(GCN)组合在3D人类姿势估计的全球 - 局部 - 单位图形统一体系中。GraphMLP将人体的图结构结合到MLP模型中,以满足域特异性需求,同时允许局部和全局空间相互作用。广泛的实验表明,所提出的GraphMLP在两个数据集(即Human3.6M和MPI-INF-3DHP)上实现了最先进的性能。我们的源代码和预估计的模型将公开可用。
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We present Recurrent Vision Transformers (RVTs), a novel backbone for object detection with event cameras. Event cameras provide visual information with sub-millisecond latency at a high-dynamic range and with strong robustness against motion blur. These unique properties offer great potential for low-latency object detection and tracking in time-critical scenarios. Prior work in event-based vision has achieved outstanding detection performance but at the cost of substantial inference time, typically beyond 40 milliseconds. By revisiting the high-level design of recurrent vision backbones, we reduce inference time by a factor of 5 while retaining similar performance. To achieve this, we explore a multi-stage design that utilizes three key concepts in each stage: First, a convolutional prior that can be regarded as a conditional positional embedding. Second, local- and dilated global self-attention for spatial feature interaction. Third, recurrent temporal feature aggregation to minimize latency while retaining temporal information. RVTs can be trained from scratch to reach state-of-the-art performance on event-based object detection - achieving an mAP of 47.5% on the Gen1 automotive dataset. At the same time, RVTs offer fast inference (13 ms on a T4 GPU) and favorable parameter efficiency (5 times fewer than prior art). Our study brings new insights into effective design choices that could be fruitful for research beyond event-based vision.
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建模各种时空依赖项是识别骨架序列中人类动作的关键。大多数现有方法过度依赖于遍历规则或图形拓扑的设计,以利用动态关节的依赖性,这是反映远处但重要的关节的关系不足。此外,由于本地采用的操作,因此在现有的工作中探索了重要的远程时间信息。为了解决这个问题,在这项工作中,我们提出了LSTA-Net:一种新型长期短期时空聚合网络,可以以时空的方式有效地捕获长/短距离依赖性。我们将我们的模型设计成纯粹的分解体系结构,可以交替执行空间特征聚合和时间特征聚合。为了改善特征聚合效果,还设计和采用了一种通道明智的注意机制。在三个公共基准数据集中进行了广泛的实验,结果表明,我们的方法可以在空间和时域中捕获长短短程依赖性,从而产生比其他最先进的方法更高的结果。代码可在https://github.com/tailin1009/lsta-net。
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视觉变压器正在成为解决计算机视觉问题的强大工具。最近的技术还证明了超出图像域之外的变压器来解决许多与视频相关的任务的功效。其中,由于其广泛的应用,人类的行动识别是从研究界受到特别关注。本文提供了对动作识别的视觉变压器技术的首次全面调查。我们朝着这个方向分析并总结了现有文献和新兴文献,同时突出了适应变形金刚以进行动作识别的流行趋势。由于其专业应用,我们将这些方法统称为``动作变压器''。我们的文献综述根据其架构,方式和预期目标为动作变压器提供了适当的分类法。在动作变压器的背景下,我们探讨了编码时空数据,降低维度降低,框架贴片和时空立方体构造以及各种表示方法的技术。我们还研究了变压器层中时空注意的优化,以处理更长的序列,通常通过减少单个注意操作中的令牌数量。此外,我们还研究了不同的网络学习策略,例如自我监督和零局学习,以及它们对基于变压器的行动识别的相关损失。这项调查还总结了在具有动作变压器重要基准的评估度量评分方面取得的进步。最后,它提供了有关该研究方向的挑战,前景和未来途径的讨论。
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Path prediction is an essential task for many real-world Cyber-Physical Systems (CPS) applications, from autonomous driving and traffic monitoring/management to pedestrian/worker safety. These real-world CPS applications need a robust, lightweight path prediction that can provide a universal network architecture for multiple subjects (e.g., pedestrians and vehicles) from different perspectives. However, most existing algorithms are tailor-made for a unique subject with a specific camera perspective and scenario. This article presents Pishgu, a universal lightweight network architecture, as a robust and holistic solution for path prediction. Pishgu's architecture can adapt to multiple path prediction domains with different subjects (vehicles, pedestrians), perspectives (bird's-eye, high-angle), and scenes (sidewalk, highway). Our proposed architecture captures the inter-dependencies within the subjects in each frame by taking advantage of Graph Isomorphism Networks and the attention module. We separately train and evaluate the efficacy of our architecture on three different CPS domains across multiple perspectives (vehicle bird's-eye view, pedestrian bird's-eye view, and human high-angle view). Pishgu outperforms state-of-the-art solutions in the vehicle bird's-eye view domain by 42% and 61% and pedestrian high-angle view domain by 23% and 22% in terms of ADE and FDE, respectively. Additionally, we analyze the domain-specific details for various datasets to understand their effect on path prediction and model interpretation. Finally, we report the latency and throughput for all three domains on multiple embedded platforms showcasing the robustness and adaptability of Pishgu for real-world integration into CPS applications.
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事件摄像头是一种新兴的生物启发的视觉传感器,每像素亮度不同步地变化。它具有高动态范围,高速响应和低功率预算的明显优势,使其能够在不受控制的环境中最好地捕获本地动作。这激发了我们释放事件摄像机进行人姿势估计的潜力,因为很少探索人类姿势估计。但是,由于新型范式从传统的基于框架的摄像机转变,时间间隔中的事件信号包含非常有限的信息,因为事件摄像机只能捕获移动的身体部位并忽略那些静态的身体部位,从而导致某些部位不完整甚至在时间间隔中消失。本文提出了一种新型的密集连接的复发架构,以解决不完整信息的问题。通过这种经常性的体系结构,我们可以明确地对跨时间步骤的顺序几何一致性进行明确模拟,从而从以前的帧中积累信息以恢复整个人体,从而从事件数据中获得稳定且准确的人类姿势估计。此外,为了更好地评估我们的模型,我们收集了一个基于人类姿势注释的大型多模式事件数据集,该数据集是迄今为止我们所知的最具挑战性的数据集。两个公共数据集和我们自己的数据集的实验结果证明了我们方法的有效性和强度。代码可以在线提供,以促进未来的研究。
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在许多应用中,人类互动识别非常重要。识别相互作用的一种关键提示是交互式部位。在这项工作中,我们提出了一个新型的交互图形变压器(Igformer)网络,以通过将交互式身体部位建模为图形,以用于基于骨架的交互识别。更具体地说,所提出的Igformer根据交互式身体部位之间的语义和距离相关性构造了相互作用图,并通过基于学习的图来汇总交互式身体部位的信息来增强每个人的表示。此外,我们提出了一个语义分区模块,以将每个人类骨架序列转换为一个身体零件序列,以更好地捕获用于学习图形的骨骼序列的空间和时间信息。在三个基准数据集上进行的广泛实验表明,我们的模型的表现优于最先进的利润率。
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本文解决了人类运动预测的问题,包括预测未来的身体从历史上观察到的序列构成的构成。尽管其性能,但当前的最新方法依赖于任意复杂性的深度学习体系结构,例如经常性神经网络〜(RNN),变压器或图形卷积网络〜(GCN),通常需要多个培训阶段,等等。超过300万参数。在本文中,我们表明,这些方法的性能可以通过轻巧且纯粹的MLP体系结构超越,并且与几种标准实践(例如用离散的余弦变换代表身体姿势(DCT))相结合时,只有0.14亿个参数,预测关节的残留位移和优化速度作为辅助损失。对人类360万的详尽评估,Amass和3DPW数据集表明,我们的方法(我们将其配置为Simlpe)始终优于所有其他方法。我们希望我们的简单方法可以为社区提供强大的基准,并允许重新考虑人类运动预测的问题,以及当前的基准是否确实需要复杂的建筑设计。我们的代码可在\ url {https://github.com/dulucas/simlpe}上获得。
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