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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尽管来自视频的3D人类姿势估算的巨大进展,但是充分利用冗余2D姿势序列来学习用于生成一个3D姿势的代表表示的开放问题。为此,我们提出了一种改进的基于变压器的架构,称为冲压变压器,简单地有效地将长期的2D联合位置升高到单个3D姿势。具体地,采用Vanilla变压器编码器(VTE)来模拟2D姿势序列的远程依赖性。为了减少序列的冗余,vte的前馈网络中的完全连接的层被冲击卷积替换,以逐步缩小序列长度并从本地上下文聚合信息。修改的VTE称为STRIVEIVERCHER ENCODER(STE),其构建在VTE的输出时。 STE不仅有效地将远程信息聚集到分层全球和本地时尚的单载体表示,而且显着降低了计算成本。此外,全序列和单个目标帧尺度都设计了全序,分别适用于VTE和ST的输出。该方案与单个目标帧监督结合施加额外的时间平滑度约束,因此有助于产生更平滑和更准确的3D姿势。所提出的轮廓变压器在两个具有挑战性的基准数据集,Human3.6M和HumanVa-I中进行评估,并通过更少的参数实现最先进的结果。代码和模型可用于\ url {https://github.com/vegetebird/stridedtransformer-pose3d}。
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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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单眼3D人姿势估计技术有可能大大增加人类运动数据的可用性。单位图2D-3D提升使用图卷积网络(GCN)的表现最佳模型,通常需要一些手动输入来定义不同的身体关节之间的关系。我们提出了一种基于变压器的新型方法,该方法使用更广泛的自我发场机制来学习代表关节的代币序列。我们发现,使用中间监督以及堆叠编码器福利性能之间的剩余连接。我们还建议,将错误预测作为多任务学习框架的一部分,可以通过允许网络弥补其置信度来改善性能。我们进行广泛的消融研究,以表明我们的每项贡献都会提高性能。此外,我们表明我们的方法的表现超过了最新的单帧3D人类姿势估计的最新技术状态。我们的代码和训练有素的模型可在GitHub上公开提供。
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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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移动设备上的人类活动识别(HAR)已证明可以通过从用户的惯性测量单元(IMU)生成的数据中学到的轻量级神经模型来实现。基于Instanced HAR的大多数方法都使用卷积神经网络(CNN),长期记忆(LSTMS)或两者组合以实现实时性能来实现最新结果。最近,在语言处理域中,然后在视觉域中的变形金刚体系结构进一步推动了对古典体系结构的最先进。但是,这种变形金刚在计算资源中是重量级的,它不适合在Pervasive Computing域中找到HAR的嵌入式应用程序。在这项研究中,我们提出了人类活动识别变压器(HART),这是一种轻巧的,传感器的变压器结构,已专门适用于嵌入移动设备上的IMU的域。我们对HAR任务的实验具有几个公开可用的数据集,表明HART使用较少的每秒浮点操作(FLOPS)和参数,同时超过了当前的最新结果。此外,我们在各种体系结构中对它们在异质环境中的性能进行了评估,并表明我们的模型可以更好地推广到不同的感应设备或体内位置。
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Astounding results from Transformer models on natural language tasks have intrigued the vision community to study their application to computer vision problems. Among their salient benefits, Transformers enable modeling long dependencies between input sequence elements and support parallel processing of sequence as compared to recurrent networks e.g., Long short-term memory (LSTM). Different from convolutional networks, Transformers require minimal inductive biases for their design and are naturally suited as set-functions. Furthermore, the straightforward design of Transformers allows processing multiple modalities (e.g., images, videos, text and speech) using similar processing blocks and demonstrates excellent scalability to very large capacity networks and huge datasets. These strengths have led to exciting progress on a number of vision tasks using Transformer networks. This survey aims to provide a comprehensive overview of the Transformer models in the computer vision discipline. We start with an introduction to fundamental concepts behind the success of Transformers i.e., self-attention, large-scale pre-training, and bidirectional feature encoding. We then cover extensive applications of transformers in vision including popular recognition tasks (e.g., image classification, object detection, action recognition, and segmentation), generative modeling, multi-modal tasks (e.g., visual-question answering, visual reasoning, and visual grounding), video processing (e.g., activity recognition, video forecasting), low-level vision (e.g., image super-resolution, image enhancement, and colorization) and 3D analysis (e.g., point cloud classification and segmentation). We compare the respective advantages and limitations of popular techniques both in terms of architectural design and their experimental value. Finally, we provide an analysis on open research directions and possible future works. We hope this effort will ignite further interest in the community to solve current challenges towards the application of transformer models in computer vision.
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执法和城市安全受到监视系统中的暴力事件的严重影响。尽管现代(智能)相机广泛可用且负担得起,但在大多数情况下,这种技术解决方案无能为力。此外,监测CCTV记录的人员经常显示出迟来的反应,从而导致对人和财产的灾难。因此,对迅速行动的暴力自动检测至关重要。拟议的解决方案使用了一种新颖的端到端深度学习视频视觉变压器(Vivit),可以在视频序列中熟练地辨别战斗,敌对运动和暴力事件。该研究提出了利用数据增强策略来克服较弱的电感偏见的缺点,同时在较小的培训数据集中训练视觉变压器。评估的结果随后可以发送给当地有关当局,可以分析捕获的视频。与最先进的(SOTA)相比,所提出的方法在某些具有挑战性的基准数据集上实现了吉祥的性能。
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运动同步是指互动人的动作之间的动态时间联系。运动同步的应用是广泛而广泛的。例如,作为队友之间的协调量度,体育中经常报告同步分数。自闭症社区还将运动同步视为儿童社会和发展成就的关键指标。一般而言,原始视频录制通常用于运动同步估计,并且可能会揭示人们的身份。此外,这种隐私问题也阻碍了数据共享,这是自闭症研究不同方法之间公平比较的主要障碍。为了解决这个问题,本文提出了一种用于运动同步估计的合奏方法,这是在隐私保护条件下进行自动运动同步评估的首批基于深度学习的方法之一。我们的方法完全依赖于可公开共享的身份不足的二级数据,例如骨架数据和光流。我们在两个数据集上验证我们的方法:(1)从自闭症治疗干预措施中收集的PT13数据集以及(2)从同步潜水竞赛中收集的TASD-2数据集。在这种情况下,我们的方法优于其对应方法的方法,包括深层神经网络和替代方法。
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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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组活动识别(GAR)检测由短视频剪辑中的一组演员执行的活动。任务需要对场景实体的组成理解和它们之间的关系推理。我们通过将视频建模为一系列令牌来致电GAR,该令牌代表视频中的多尺度语义概念。我们提出了Composer,一种基于多尺度变压器的架构,其在每个规模上通过令牌进行关注的推理,并在合成方面学习群组活动。此外,我们只使用缩小场景偏差的关键点模态并提高模型的泛化能力。我们通过群集中间尺度表示来提高作曲家中的多尺度表示,同时在尺度之间保持一致的群集分配。最后,我们使用辅助预测和新型数据增强(例如,演员丢弃)等技术来帮助模型培训。我们展示了挑战排球数据集的模型的实力和可解释性。作曲家通过Keypoint的模型实现新的最先进的94.5%的准确性。作曲家优于依赖RGB信号的最新GAR方法,并对利用多种方式的方法进行比较。我们的代码将可用。
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本文介绍了一个新型的预训练的空间时间多对一(p-STMO)模型,用于2D到3D人类姿势估计任务。为了减少捕获空间和时间信息的困难,我们将此任务分为两个阶段:预训练(I期)和微调(II阶段)。在第一阶段,提出了一个自我监督的预训练子任务,称为蒙面姿势建模。输入序列中的人关节在空间和时间域中随机掩盖。利用denoising自动编码器的一般形式以恢复原始的2D姿势,并且编码器能够以这种方式捕获空间和时间依赖性。在第二阶段,将预训练的编码器加载到STMO模型并进行微调。编码器之后是一个多对一的框架聚合器,以预测当前帧中的3D姿势。尤其是,MLP块被用作STMO中的空间特征提取器,其性能比其他方法更好。此外,提出了一种时间下采样策略,以减少数据冗余。在两个基准上进行的广泛实验表明,我们的方法优于较少参数和较少计算开销的最先进方法。例如,我们的P-STMO模型在使用CPN作为输入的2D姿势时,在Human3.6M数据集上达到42.1mm MPJPE。同时,它为最新方法带来了1.5-7.1倍的速度。代码可在https://github.com/patrick-swk/p-stmo上找到。
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我们呈现了基于纯变压器的视频分类模型,在图像分类中最近的近期成功进行了借鉴。我们的模型从输入视频中提取了时空令牌,然后由一系列变压器层编码。为了处理视频中遇到的令牌的长序列,我们提出了我们模型的几种有效的变体,它们将输入的空间和时间维构建。虽然已知基于变换器的模型只有在可用的大型训练数据集时才有效,但我们展示了我们如何在训练期间有效地规范模型,并利用预先训练的图像模型能够在相对小的数据集上训练。我们进行彻底的消融研究,并在包括动力学400和600,史诗厨房,东西的多个视频分类基准上实现最先进的结果,其中 - 基于深度3D卷积网络的现有方法表现出优先的方法。为了促进进一步的研究,我们在https://github.com/google-research/scenic/tree/main/scenic/projects/vivit发布代码
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由于自我批判性和歧义,了解动态的手动运动和动态动作是一项基本而又具有挑战性的任务。为了解决遮挡和歧义,我们开发了一个基于变压器的框架来利用时间信息以进行稳健的估计。注意到手部姿势估计和动作识别之间的不同时间粒度和语义相关性,我们建立了一个网络层次结构,其中有两个级联变压器编码器,其中第一个利用了短期的时间cue进行手姿势估算,而后者则每次聚集物,后者每次聚集体 - 帧姿势和对象信息在更长的时间范围内识别动作。我们的方法在两个第一人称手动作基准(即FPHA和H2O)上取得了竞争成果。广泛的消融研究验证了我们的设计选择。我们将开放源代码和数据以促进未来的研究。
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估计单眼视频的3D人类姿势是由于深度模糊和自动阻塞的具有挑战性的任务。大多数现有的作品试图通过利用空间和时间关系来解决这两个问题。然而,这些作品忽略了它是存在多种可行解决方案(即假设)的逆问题。为了减轻这种限制,我们提出了一种多假设变压器(MHFormer),其学习多个合理的姿势假设的时空表示。为了有效地模拟多假设依赖性并构建跨假设特征的强烈关系,任务分解为三个阶段:(i)生成多个初始假设表示; (ii)模型自立通信,将多个假设合并到单个融合表示中,然后将其分组成几个分歧假设; (iii)学习横向假设通信并汇总多假设特征以合成最终的3D姿势。通过上述过程,最终表示增强,合成的姿势更准确。广泛的实验表明,MHFORMER在两个具有挑战性的数据集上实现最先进的结果:Humanet3.6M和MPI-INF-3DHP。没有钟声和吹口哨,其性能超过了以人3.6M的大幅度为3%的最佳结果。代码和模型可在https://github.com/vegetebird/mhformer中找到。
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人类活动识别是计算机视觉中的新出现和重要领域,旨在确定个体或个体正在执行的活动。该领域的应用包括从体育中生成重点视频到智能监视和手势识别。大多数活动识别系统依赖于卷积神经网络(CNN)的组合来从数据和复发性神经网络(RNN)中进行特征提取来确定数据的时间依赖性。本文提出并设计了两个用于人类活动识别的变压器神经网络:一个经常性变压器(RET),这是一个专门的神经网络,用于对数据序列进行预测,以及视觉变压器(VIT),一种用于提取显着的变压器的变压器(VIT)图像的特征,以提高活动识别的速度和可扩展性。我们在速度和准确性方面提供了对拟议的变压器神经网络与现代CNN和基于RNN的人类活动识别模型的广泛比较。
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In recent years, the Transformer architecture has shown its superiority in the video-based person re-identification task. Inspired by video representation learning, these methods mainly focus on designing modules to extract informative spatial and temporal features. However, they are still limited in extracting local attributes and global identity information, which are critical for the person re-identification task. In this paper, we propose a novel Multi-Stage Spatial-Temporal Aggregation Transformer (MSTAT) with two novel designed proxy embedding modules to address the above issue. Specifically, MSTAT consists of three stages to encode the attribute-associated, the identity-associated, and the attribute-identity-associated information from the video clips, respectively, achieving the holistic perception of the input person. We combine the outputs of all the stages for the final identification. In practice, to save the computational cost, the Spatial-Temporal Aggregation (STA) modules are first adopted in each stage to conduct the self-attention operations along the spatial and temporal dimensions separately. We further introduce the Attribute-Aware and Identity-Aware Proxy embedding modules (AAP and IAP) to extract the informative and discriminative feature representations at different stages. All of them are realized by employing newly designed self-attention operations with specific meanings. Moreover, temporal patch shuffling is also introduced to further improve the robustness of the model. Extensive experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed modules in extracting the informative and discriminative information from the videos, and illustrate the MSTAT can achieve state-of-the-art accuracies on various standard benchmarks.
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我们解决了人类反应生成的挑战性任务,该任务旨在基于输入动作产生相应的反应。大多数现有作品并不集中于产生和预测反应,并且在仅给出动作作为输入时就无法产生运动。为了解决这一限制,我们提出了一种新型的相互作用变压器(Interformer),该变压器由具有时间和空间浓度的变压器网络组成。具体而言,时间的注意力捕获了字符及其相互作用的运动的时间依赖性,而空间注意力则了解每个字符的不同身体部位与相互作用的一部分之间的依赖关系。此外,我们建议使用图形通过相互作用距离模块提高空间注意力的性能,以帮助关注两个字符的附近关节。关于SBU相互作用,K3HI和Duetdance数据集的广泛实验证明了Interformer的有效性。我们的方法是一般的,可用于产生更复杂和长期的相互作用。
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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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