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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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图形卷积网络(GCN)优于基于骨架的人类动作识别领域的先前方法,包括人类的互动识别任务。但是,在处理相互作用序列时,基于GCN的当前方法只需将两人骨架分为两个离散序列,然后以单人动作分类的方式分别执行图形卷积。这种操作忽略了丰富的交互信息,并阻碍了语义模式学习的有效空间关系建模。为了克服上述缺点,我们引入了一个新型的统一的两人图,代表关节之间的空间相互作用相关性。此外,提出了适当设计的图形标记策略,以使我们的GCN模型学习判别时空交互特征。实验显示了使用拟议的两人图形拓扑时的相互作用和单个动作的准确性提高。最后,我们提出了一个两人的图形卷积网络(2P-GCN)。提出的2P-GCN在三个相互作用数据集(SBU,NTU-RGB+D和NTU-RGB+D 120)的四个基准测试基准上获得了最新结果。
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Dynamics of human body skeletons convey significant information for human action recognition. Conventional approaches for modeling skeletons usually rely on hand-crafted parts or traversal rules, thus resulting in limited expressive power and difficulties of generalization. In this work, we propose a novel model of dynamic skeletons called Spatial-Temporal Graph Convolutional Networks (ST-GCN), which moves beyond the limitations of previous methods by automatically learning both the spatial and temporal patterns from data. This formulation not only leads to greater expressive power but also stronger generalization capability. On two large datasets, Kinetics and NTU-RGBD, it achieves substantial improvements over mainstream methods.
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随着姿势估计和图形卷积网络的进步,基于骨架的两人互动识别一直在越来越多的关注。尽管准确性逐渐提高,但计算复杂性的提高使其在现实环境中更不切实际。由于常规方法不能完全代表体内关节之间的关系,因此仍然存在准确性改善的空间。在本文中,我们提出了一个轻巧的模型,以准确识别两人的交互。除了结合了中间融合的体系结构外,我们还引入了一种分解卷积技术,以减少模型的重量参数。我们还引入了一个网络流,该网络说明体内关节之间的相对距离变化以提高准确性。使用两个大规模数据集NTU RGB+D 60和120的实验表明,与常规方法相比,我们的方法同时达到了最高准确性和相对较低的计算复杂性。
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人类行动识别是计算机视觉中的重要应用领域。它的主要目的是准确地描述人类的行为及其相互作用,从传感器获得的先前看不见的数据序列中。识别,理解和预测复杂人类行动的能力能够构建许多重要的应用,例如智能监视系统,人力计算机界面,医疗保健,安全和军事应用。近年来,计算机视觉社区特别关注深度学习。本文使用深度学习技术的视频分析概述了当前的动作识别最新识别。我们提出了识别人类行为的最重要的深度学习模型,并分析它们,以提供用于解决人类行动识别问题的深度学习算法的当前进展,以突出其优势和缺点。基于文献中报道的识别精度的定量分析,我们的研究确定了动作识别中最新的深层体系结构,然后为该领域的未来工作提供当前的趋势和开放问题。
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在基于骨架的动作识别的背景下,图表卷积网络(GCNS)已经迅速开发,而卷积神经网络(CNNS)则受到不太关注。一个原因是CNNS在模拟不规则骨架拓​​扑中被认为是差的。为了缓解这一限制,我们提出了一个纯CNN架构,本文提出了名为拓扑信息的CNN(TA-CNN)。特别是,我们开发一种新颖的跨通道功能增强模块,它是地图参加组操作的组合。通过将模块应用于坐标水平并且随后将模块应用于坐标水平,拓扑功能得到有效增强。值得注意的是,我们理论上证明了图形卷积是当关节尺寸被视为通道时正常卷积的特殊情况。这证实了GCN的拓扑建模能力也可以通过使用CNN来实现。此外,我们创造性地设计了一种以独特的方式混合两个人的骨架混合物策略,并进一步提高了性能。广泛的实验是在四个广泛使用的数据集中进行的,即N-UCLA,SBU,NTU RGB + D和NTU RGB + D 120,以验证TA-CNN的有效性。我们显着超过现有的基于CNN的方法。与基于GCN的领先的方法相比,我们在所需的GFLOPS和参数方面实现了相当的性能。
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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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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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通过深度学习技术的开花,完全有监督的基于骨架的动作识别取得了巨大进步。但是,这些方法需要足够的标记数据,这不容易获得。相比之下,基于自我监督的骨骼的动作识别引起了更多的关注。通过利用未标记的数据,可以学会更多可概括的功能来减轻过度拟合的问题并减少大规模标记的培训数据的需求。受到MAE的启发,我们提出了一个空间式蒙面的自动编码器框架,用于基于3D骨架的自我监管的动作识别(Skeletonmae)。在MAE的掩蔽和重建管道之后,我们利用基于骨架的编码器变压器体系结构来重建蒙版的骨架序列。一种新颖的掩蔽策略,称为时空掩蔽,是根据骨架序列的联合级别和框架级别引入的。这种预训练策略使编码器输出可推广的骨骼特征具有空间和时间依赖性。给定未掩盖的骨架序列,编码器用于动作识别任务。广泛的实验表明,我们的骨架达到了出色的性能,并优于NTU RGB+D和NTU RGB+D 120数据集的最新方法。
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Skeleton-based action recognition has attracted considerable attention due to its compact skeletal structure of the human body. Many recent methods have achieved remarkable performance using graph convolutional networks (GCNs) and convolutional neural networks (CNNs), which extract spatial and temporal features, respectively. Although spatial and temporal dependencies in the human skeleton have been explored, spatio-temporal dependency is rarely considered. In this paper, we propose the Inter-Frame Curve Network (IFC-Net) to effectively leverage the spatio-temporal dependency of the human skeleton. Our proposed network consists of two novel elements: 1) The Inter-Frame Curve (IFC) module; and 2) Dilated Graph Convolution (D-GC). The IFC module increases the spatio-temporal receptive field by identifying meaningful node connections between every adjacent frame and generating spatio-temporal curves based on the identified node connections. The D-GC allows the network to have a large spatial receptive field, which specifically focuses on the spatial domain. The kernels of D-GC are computed from the given adjacency matrices of the graph and reflect large receptive field in a way similar to the dilated CNNs. Our IFC-Net combines these two modules and achieves state-of-the-art performance on three skeleton-based action recognition benchmarks: NTU-RGB+D 60, NTU-RGB+D 120, and Northwestern-UCLA.
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