由于快速加工速度和坚固性,它可以实现,最近基于骨架的动作识别得到了计算机视觉社区的注意。基于阵列的卷积神经网络(CNN)的卷积神经网络(CNN)在学习用于骨架序列的时空表示中的值得称谓的性能,它使用骨架图像作为CNN的输入。由于基于CNN的方法,分别主要编码时间和骨架关节作为行和列,因此与所有接头相关的潜在相关性可能丢失由2D卷积引起的。为了解决这个问题,我们提出了一种基于CNN的基于CNN的方法,具有对行动识别的对抗性培训。我们介绍了一种双层域对抗性学习,分别将骨架图像的特征分别与不同视角或受试者分别对齐,从而进一步改善了概括。我们在NTU RGB + D上评估了我们提出的方法。它与最先进的方法和2.4 $ \%$,1.9 $ \%$准确性收益达到竞争力,而不是交叉主题和跨视图的基线。
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最近,基于骨架的动作识别已经取得了快速进步和卓越的性能。在本文中,我们在跨数据集设置下调查了这个问题,这是现实情况下的新,务实且具有挑战性的任务。遵循无监督的域适应(UDA)范式,该动作标签仅在源数据集上可用,但在训练阶段的目标数据集中无法使用。与UDA的常规基于对抗性学习的方法不同,我们利用一个自学计划来减少两个基于骨架的动作数据集之间的域移动。我们的灵感来自Compism,Compism是20世纪初期的艺术类型,它破坏并重新组装了物体以传达更大的背景。通过分割和定制时间段或人体部位,我们设计了两个自制的学习分类任务,以探索基于骨架的动作的时间和空间依赖性,并提高模型的概括能力。我们在六个基于骨架的动作识别的数据集上进行实验,包括三个大规模数据集(NTU RGB+D,PKU-MMD和动力学),在其中建立了新的跨数据库设置和基准。广泛的结果表明,我们的方法优于最先进的方法。我们的模型和所有比较方法的源代码均可在https://github.com/shanice-l/st-cubism上获得。
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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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人类相互作用的分析是人类运动分析的一个重要研究主题。它已经使用第一人称视觉(FPV)或第三人称视觉(TPV)进行了研究。但是,到目前为止,两种视野的联合学习几乎没有引起关注。原因之一是缺乏涵盖FPV和TPV的合适数据集。此外,FPV或TPV的现有基准数据集具有多个限制,包括样本数量有限,参与者,交互类别和模态。在这项工作中,我们贡献了一个大规模的人类交互数据集,即FT-HID数据集。 FT-HID包含第一人称和第三人称愿景的成对对齐的样本。该数据集是从109个不同受试者中收集的,并具有三种模式的90K样品。该数据集已通过使用几种现有的动作识别方法验证。此外,我们还引入了一种新型的骨骼序列的多视图交互机制,以及针对第一人称和第三人称视野的联合学习多流框架。两种方法都在FT-HID数据集上产生有希望的结果。可以预期,这一视力一致的大规模数据集的引入将促进FPV和TPV的发展,以及他们用于人类行动分析的联合学习技术。该数据集和代码可在\ href {https://github.com/endlichere/ft-hid} {here} {herefichub.com/endlichere.com/endlichere}中获得。
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Domain adaptation (DA) approaches address domain shift and enable networks to be applied to different scenarios. Although various image DA approaches have been proposed in recent years, there is limited research towards video DA. This is partly due to the complexity in adapting the different modalities of features in videos, which includes the correlation features extracted as long-term dependencies of pixels across spatiotemporal dimensions. The correlation features are highly associated with action classes and proven their effectiveness in accurate video feature extraction through the supervised action recognition task. Yet correlation features of the same action would differ across domains due to domain shift. Therefore we propose a novel Adversarial Correlation Adaptation Network (ACAN) to align action videos by aligning pixel correlations. ACAN aims to minimize the distribution of correlation information, termed as Pixel Correlation Discrepancy (PCD). Additionally, video DA research is also limited by the lack of cross-domain video datasets with larger domain shifts. We, therefore, introduce a novel HMDB-ARID dataset with a larger domain shift caused by a larger statistical difference between domains. This dataset is built in an effort to leverage current datasets for dark video classification. Empirical results demonstrate the state-of-the-art performance of our proposed ACAN for both existing and the new video DA datasets.
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基于骨架的人类动作识别最近引起了人们对外观变化的敏感性和更多骨架数据的可访问性的敏感性。但是,即使在实践中捕获的3D骨骼也对观点和方向仍然敏感,并给出了不同人体关节的阻塞和人类关节定位中的误差。骨骼数据的这种视图差异可能会严重影响动作识别的性能。为了解决这个问题,我们在本文中提出了一种新的视图不变的表示方法,而没有任何手动动作标签,用于基于骨架的人类行动识别。具体而言,我们通过最大化从不同观点提取的表示形式之间的相互信息来利用同一个人同时对同一个人进行的多视图骨架数据,然后提出一个全局 - 局部对比度损失,以模拟多规模CO - 空间和时间域中的发生关系。广泛的实验结果表明,所提出的方法对输入骨骼数据的视图差异是可靠的,并显着提高了基于无监督骨架的人类动作方法的性能,从而在两个具有挑战性的多视图上产生了新的最新精确度Pkummd和NTU RGB+d的基准。
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基于骨架的人类行动识别是由于其复杂的动态而是一项长期挑战。动态的一些细颗粒细节在分类中起着至关重要的作用。现有的工作主要集中在设计带有更复杂的相邻矩阵的增量神经网络上,以捕获关节关系的细节。但是,他们仍然很难区分具有广泛相似运动模式但属于不同类别的动作。有趣的是,我们发现运动模式上的细微差异可以显着放大,并且可以轻松地通过指定的视图方向来区分观众,在这些方向上,该属性以前从未得到充分探索。与以前的工作截然不同,我们通过提出一种概念上简单而有效的多视图策略来提高性能,该策略从一系列动态视图功能中识别动作。具体而言,我们设计了一个新颖的骨骼锚定建议(SAP)模块,该模块包含一个多头结构来学习一组视图。为了学习不同观点的特征学习,我们引入了一个新的角度表示,以在不同视图下的动作转换并将转换归因于基线模型。我们的模块可以与现有的动作分类模型无缝合作。与基线模型合并,我们的SAP模块在许多具有挑战性的基准上展示了明显的性能增长。此外,全面的实验表明,我们的模型始终击败了最新的实验,并且在处理损坏的数据时保持有效和健壮。相关代码将在https://github.com/ideal-idea/sap上提供。
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图表卷积网络(GCNS)的方法在基于骨架的动作识别任务上实现了高级性能。然而,骨架图不能完全代表骨架数据中包含的运动信息。此外,基于GCN的方法中的骨架图的拓扑是根据自然连接手动设置的,并且它为所有样本都固定,这不能很好地适应不同的情况。在这项工作中,我们提出了一种新的动态超图卷积网络(DHGCN),用于基于骨架的动作识别。 DHGCN使用超图来表示骨架结构,以有效利用人类关节中包含的运动信息。根据其移动动态地分配了骨架超图中的每个接头,并且我们模型中的超图拓扑可以根据关节之间的关系动态调整到不同的样本。实验结果表明,我们的模型的性能在三个数据集中实现了竞争性能:动力学 - 骨架400,NTU RGB + D 60和NTU RGB + D 120。
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骨架数据具有低维度。然而,存在使用非常深刻和复杂的前馈神经网络来模拟骨架序列的趋势,而不考虑近年的复杂性。本文提出了一种简单但有效的多尺度语义引导的神经网络(MS-SGN),用于基于骨架的动作识别。我们明确地将关节(关节类型和帧指数)的高级语义引入网络,以增强关节的特征表示能力。此外,提出了一种多尺度策略对时间尺度变化具有鲁棒。此外,我们通过两个模块分层地利用了关节的关系,即,联合级模块,用于建模同一帧中的关节的相关性和帧级模块,用于建模帧的时间依赖性。 MSSGN在NTU60,NTU120和Sysu数据集上实现了比大多数方法更小的模型尺寸。
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这项工作侧重于老年人活动认可的任务,这是一个充满挑战的任务,因为在老年活动中的个人行为和人体对象互动存在。因此,我们试图通过专注地融合多模态特征来有效地聚合来自RGB视频和骨架序列的判别信息和与RGB视频和骨架序列的交互。最近,通过利用从挤压和激励网络(Senet)延伸的非线性关注机制来提出一些非线性多模态融合方法。灵感来自于此,我们提出了一种新颖的扩张 - 挤压激励融合网络(ESE-FN),有效地解决了老年活动识别问题,从而了解模态和渠道 - 明智的膨胀 - 挤压(ESE)注意到术语融合模态和通道方面的多模态特征。此外,我们设计了一种新的多模态损耗(ML),以通过在单个模态的最小预测损失与预测损失之间添加差异之间的差异来保持单模特征和融合多模态特征之间的一致性。融合的方式。最后,我们对最大的老年活动数据集进行实验,即ETRI-Activity3D(包括110,000多个视频和50个类别),以证明建议的ESE-FN与状态相比实现了最佳准确性 - 最新方法。此外,更广泛的实验结果表明,所提出的ESE-FN在正常动作识别任务方面也与其他方法相媲美。
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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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在本文中,我们提出了一种使用域鉴别特征模块的双模块网络架构,以鼓励域不变的特征模块学习更多域不变的功能。该建议的架构可以应用于任何利用域不变功能的任何模型,用于无监督域适应,以提高其提取域不变特征的能力。我们在作为代表性算法的神经网络(DANN)模型的区域 - 对抗训练进行实验。在培训过程中,我们为两个模块提供相同的输入,然后分别提取它们的特征分布和预测结果。我们提出了差异损失,以找到预测结果的差异和两个模块之间的特征分布。通过对抗训练来最大化其特征分布和最小化其预测结果的差异,鼓励两个模块分别学习更多域歧视和域不变特征。进行了广泛的比较评估,拟议的方法在大多数无监督的域适应任务中表现出最先进的。
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这项工作的目的是为视障和盲人的触觉设备做出贡献,以便让他们了解周围人的行为并与他们互动。首先,基于来自RGB-D序列的人类行动识别的最先进方法,我们使用Kinect提供的骨架信息,与解开的和统一的多尺度图卷积(MS-G3D)模型识别执行的行动。我们在真实场景中测试了这个模型,发现了一些约束和限制。接下来,我们使用CNN的MS-G3D和深度模态应用骨架模型之间的融合,以绕过讨论的限制。第三,识别的操作是用语义标记的标记,并将被映射到触摸感知的输出设备。
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尽管完全监督的人类骨架序列建模成功,但使用自我监督的预训练进行骨架序列表示学习一直是一个活跃的领域,因为很难在大规模上获取特定于任务的骨骼注释。最近的研究重点是使用对比学习学习视频级别的时间和歧视性信息,但忽略了人类骨骼的层次空间时间。与视频级别的这种表面监督不同,我们提出了一种自我监督的分层预训练方案,该方案纳入了基于层次变压器的骨骼骨骼序列编码器(HI-TRS),以明确捕获空间,短期和长期和长期框架,剪辑和视频级别的时间依赖性分别。为了通过HI-TR评估提出的自我监督预训练方案,我们进行了广泛的实验,涵盖了三个基于骨架的下游任务,包括动作识别,动作检测和运动预测。根据监督和半监督评估协议,我们的方法实现了最新的性能。此外,我们证明了我们的模型在训练阶段中学到的先验知识具有强大的下游任务的转移能力。
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Wearable sensor-based human activity recognition (HAR) has emerged as a principal research area and is utilized in a variety of applications. Recently, deep learning-based methods have achieved significant improvement in the HAR field with the development of human-computer interaction applications. However, they are limited to operating in a local neighborhood in the process of a standard convolution neural network, and correlations between different sensors on body positions are ignored. In addition, they still face significant challenging problems with performance degradation due to large gaps in the distribution of training and test data, and behavioral differences between subjects. In this work, we propose a novel Transformer-based Adversarial learning framework for human activity recognition using wearable sensors via Self-KnowledgE Distillation (TASKED), that accounts for individual sensor orientations and spatial and temporal features. The proposed method is capable of learning cross-domain embedding feature representations from multiple subjects datasets using adversarial learning and the maximum mean discrepancy (MMD) regularization to align the data distribution over multiple domains. In the proposed method, we adopt the teacher-free self-knowledge distillation to improve the stability of the training procedure and the performance of human activity recognition. Experimental results show that TASKED not only outperforms state-of-the-art methods on the four real-world public HAR datasets (alone or combined) but also improves the subject generalization effectively.
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时间动作分割(TAS)旨在在长期未经修剪的动作序列中对作用进行分类和定位。随着深度学习的成功,出现了许多深入的行动分割模型。但是,很少有TAS仍然是一个具有挑战性的问题。这项研究提出了一个基于少数骨架的TA的有效框架,包括数据增强方法和改进的模型。此处介绍了基于运动插值的数据增强方法,以解决数据不足的问题,并可以通过合成动作序列大大增加样品数量。此外,我们将连接式时间分类(CTC)层与设计用于基于骨架的TA的网络以获得优化的模型。利用CTC可以增强预测和地面真理之间的时间一致性,并进一步改善细分段的分割结果指标。对公共和自我结构的数据集进行了广泛的实验,包括两个小规模数据集和一个大规模数据集,显示了两种建议方法在改善基于少数骨架的TAS任务的性能方面的有效性。
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图形卷积网络由于非欧几里得数据的出色建模能力而广泛用于基于骨架的动作识别。由于图形卷积是局部操作,因此它只能利用短距离关节依赖性和短期轨迹,但无法直接建模遥远的关节关系和远程时间信息,这些信息对于区分各种动作至关重要。为了解决此问题,我们提出了多尺度的空间图卷积(MS-GC)模块和一个多尺度的时间图卷积(MT-GC)模块,以在空间和时间尺寸中丰富模型的接受场。具体而言,MS-GC和MT-GC模块将相应的局部图卷积分解为一组子图形卷积,形成了层次的残差体系结构。在不引入其他参数的情况下,该功能将通过一系列子图卷积处理,每个节点都可以与其邻域一起完成多个空间和时间聚集。因此,最终的等效接收场被扩大,能够捕获空间和时间域中的短期和远程依赖性。通过将这两个模块耦合为基本块,我们进一步提出了一个多尺度的空间时间图卷积网络(MST-GCN),该网络(MST-GCN)堆叠了多个块以学习有效的运动表示行动识别的运动表示。拟议的MST-GCN在三个具有挑战性的基准数据集(NTU RGB+D,NTU-1220 RGB+D和动力学 - 骨骼)上实现了出色的性能,用于基于骨架的动作识别。
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在这项工作中,我们考虑了开放式设置中跨域3D动作识别的问题,这是以前很少探索的。具体而言,有一个源域和一个目标域,其中包含具有不同样式和类别的骨架序列,我们的目的是通过使用标记的源数据和未标记的目标数据来聚集目标数据。对于这项具有挑战性的任务,本文提出了一种新颖的方法,称为CODT,以协作聚类域共享的功能和特定于目标的功能。 CODT由两个平行分支组成。一个分支机构旨在通过源域中的有监督学习来学习域共享的特征,而另一个分支是使用目标域中的对比学习来学习针对特定目标的特征。为了聚集功能,我们提出了一种在线聚类算法,该算法可以同时促进可靠的伪标签生成和特征群集。此外,为了利用域共享特征和特定目标特征的互补性,我们提出了一种新颖的协作聚类策略,以在两个分支之间实现配对关系一致性。我们对多个跨域3D动作识别数据集进行了广泛的实验,结果证明了我们方法的有效性。
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基于骨架的动作识别旨在将骨骼序列投影到动作类别,其中骨骼序列源自多种形式的预测点。与较早的方法相比,该方法专注于通过图形卷积网络(GCN)探索单一形式的骨架,现有方法倾向于通过互补提示来利用多色骨架来改善GCN。但是,这些方法(GCNS的适应结构或模型集合的适应结构)都需要在训练和推理阶段共存所有形式的骨骼,而现实生活中的典型情况是仅存在推论的部分形式。为了解决这个问题,我们提出了自适应的交叉形式学习(ACFL),该学习促进了精心设计的GCN,以在不改变模型容量的情况下从单色骨架中生成互补的表示。具体而言,ACFL中的每个GCN模型不仅从单一形式的骨架中学习动作表示,而且还可以自适应地模拟从其他形式的骨骼中得出的有用表示。这样,每个GCN都可以学习如何增强所学的知识,从而利用模型潜力并促进行动识别。在三个具有挑战性的基准上进行的广泛实验,即NTU-RGB+D 120,NTU-RGB+D 60和UAV-Human,证明了该方法的有效性和普遍性。具体而言,ACFL显着改善了各种GCN模型(即CTR-GCN,MS-G3D和Shift-GCN),从而获得了基于骨架的动作识别的新记录。
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在图像分类中,获得足够的标签通常昂贵且耗时。为了解决这个问题,域适应通常提供有吸引力的选择,给出了来自类似性质但不同域的大量标记数据。现有方法主要对准单个结构提取的表示的分布,并且表示可以仅包含部分信息,例如,仅包含部分饱和度,亮度和色调信息。在这一行中,我们提出了多代表性适应,这可以大大提高跨域图像分类的分类精度,并且特别旨在对准由名为Inception Adaption Adationation模块(IAM)提取的多个表示的分布。基于此,我们呈现多色自适应网络(MRAN)来通过多表示对准完成跨域图像分类任务,该任向性可以捕获来自不同方面的信息。此外,我们扩展了最大的平均差异(MMD)来计算适应损耗。我们的方法可以通过扩展具有IAM的大多数前进模型来轻松实现,并且网络可以通过反向传播有效地培训。在三个基准图像数据集上进行的实验证明了备的有效性。代码已在https://github.com/easezyc/deep-transfer -learning上获得。
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