在小组活动识别中,层次结构框架被广泛采用以表示个人及其相应小组之间的关系,并实现了有希望的绩效。但是,现有方法在此框架中仅采用了最大/平均池,这忽略了不同个体对小组活动识别的不同贡献。在本文中,我们提出了一种新的上下文合并方案,名为Ascentive Pooling,该方案可以从个人动作到小组活动的加权信息过渡。通过利用注意机制,细心的合并是可解释的,并且能够将成员环境嵌入现有的层次模型中。为了验证拟议方案的有效性,设计了两种特定的专注合并方法,即全球细心合并(GAP)和分层的细心池(HAP)。差距奖励对小组活动意义重大的个体,而HAP通过引入亚组结构进一步考虑了层次结构。基准数据集上的实验结果表明,我们的建议在基线之外取得了显着优势,并且与最先进的方法相当。
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基于视觉的人类活动识别已成为视频分析领域的重要研究领域之一。在过去的十年中,已经引入了许多先进的深度学习算法,以识别视频流中复杂的人类行为。这些深度学习算法对人类活动识别任务显示出令人印象深刻的表现。但是,这些新引入的方法仅专注于模型性能或这些模型在计算效率和鲁棒性方面的有效性,从而导致其解决挑战性人类活动识别问题的提议中的偏差折衷。为了克服当代深度学习模型对人类活动识别的局限性,本文提出了一个计算高效但通用的空间级联框架,该框架利用了深层歧视性的空间和时间特征,以识别人类活动的识别。为了有效地表示人类行动,我们提出了有效的双重注意卷积神经网络(CNN)体系结构,该结构利用统一的通道空间注意机制来提取视频框架中以人为中心的显着特征。双通道空间注意力层与卷积层一起学会在具有特征图数量的物体的空间接收场中更加专注。然后将提取的判别显着特征转发到堆叠的双向封闭式复发单元(BI-GRU),以使用前进和后传球梯度学习,以实现长期时间建模和对人类行为的识别。进行了广泛的实验,其中获得的结果表明,与大多数当代动作识别方法相比,所提出的框架的执行时间的改善最高167倍。
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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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Convolutional neural networks (CNNs) have been extensively applied for image recognition problems giving stateof-the-art results on recognition, detection, segmentation and retrieval. In this work we propose and evaluate several deep neural network architectures to combine image information across a video over longer time periods than previously attempted. We propose two methods capable of handling full length videos. The first method explores various convolutional temporal feature pooling architectures, examining the various design choices which need to be made when adapting a CNN for this task. The second proposed method explicitly models the video as an ordered sequence of frames. For this purpose we employ a recurrent neural network that uses Long Short-Term Memory (LSTM) cells which are connected to the output of the underlying CNN. Our best networks exhibit significant performance improvements over previously published results on the Sports 1 million dataset (73.1% vs. 60.9%) and the UCF-101 datasets with (88.6% vs. 88.0%) and without additional optical flow information (82.6% vs. 73.0%).
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人类对象相互作用(HOI)识别的关键是推断人与物体之间的关系。最近,该图像的人类对象相互作用(HOI)检测取得了重大进展。但是,仍然有改善视频HOI检测性能的空间。现有的一阶段方法使用精心设计的端到端网络来检测视频段并直接预测交互。它使网络的模型学习和进一步的优化更加复杂。本文介绍了空间解析和动态时间池(SPDTP)网络,该网络将整个视频作为时空图作为人类和对象节点作为输入。与现有方法不同,我们提出的网络通过显式空间解析预测交互式和非相互作用对之间的差异,然后执行交互识别。此外,我们提出了一个可学习且可区分的动态时间模块(DTM),以强调视频的关键帧并抑制冗余帧。此外,实验结果表明,SPDTP可以更多地关注主动的人类对象对和有效的密钥帧。总体而言,我们在CAD-1220数据集和某些ELSE数据集上实现了最先进的性能。
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未来的活动预期是在Egocentric视觉中具有挑战性问题。作为标准的未来活动预期范式,递归序列预测遭受错误的累积。为了解决这个问题,我们提出了一个简单有效的自我监管的学习框架,旨在使中间表现为连续调节中间代表性,以产生表示(a)与先前观察到的对比的当前时间戳框架中的新颖信息内容和(b)反映其与先前观察到的帧的相关性。前者通过最小化对比损失来实现,并且后者可以通过动态重量机制来实现在观察到的内容中的信息帧中,具有当前帧的特征与观察到的帧之间的相似性比较。通过多任务学习可以进一步增强学习的最终视频表示,该多任务学习在目标活动标签上执行联合特征学习和自动检测到的动作和对象类令牌。在大多数自我传统视频数据集和两个第三人称视频数据集中,SRL在大多数情况下急剧表现出现有的现有最先进。通过实验性事实,还可以准确识别支持活动语义的行动和对象概念的实验性。
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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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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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具有注释的缺乏大规模的真实数据集使转移学习视频活动的必要性。我们的目标是为少数行动分类开发几次拍摄转移学习的有效方法。我们利用独立培训的本地视觉提示来学习可以从源域传输的表示,该源域只能使用少数示例来从源域传送到不同的目标域。我们使用的视觉提示包括对象 - 对象交互,手掌和地区内的动作,这些地区是手工位置的函数。我们采用了一个基于元学习的框架,以提取部署的视觉提示的独特和域不变组件。这使得能够在使用不同的场景和动作配置捕获的公共数据集中传输动作分类模型。我们呈现了我们转让学习方法的比较结果,并报告了阶级阶级和数据间数据间际传输的最先进的行动分类方法。
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To obtain a more comprehensive activity understanding for a crowded scene, in this paper, we propose a new problem of panoramic human activity recognition (PAR), which aims to simultaneous achieve the individual action, social group activity, and global activity recognition. This is a challenging yet practical problem in real-world applications. For this problem, we develop a novel hierarchical graph neural network to progressively represent and model the multi-granularity human activities and mutual social relations for a crowd of people. We further build a benchmark to evaluate the proposed method and other existing related methods. Experimental results verify the rationality of the proposed PAR problem, the effectiveness of our method and the usefulness of the benchmark. We will release the source code and benchmark to the public for promoting the study on this problem.
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Context-aware decision support in the operating room can foster surgical safety and efficiency by leveraging real-time feedback from surgical workflow analysis. Most existing works recognize surgical activities at a coarse-grained level, such as phases, steps or events, leaving out fine-grained interaction details about the surgical activity; yet those are needed for more helpful AI assistance in the operating room. Recognizing surgical actions as triplets of <instrument, verb, target> combination delivers comprehensive details about the activities taking place in surgical videos. This paper presents CholecTriplet2021: an endoscopic vision challenge organized at MICCAI 2021 for the recognition of surgical action triplets in laparoscopic videos. The challenge granted private access to the large-scale CholecT50 dataset, which is annotated with action triplet information. In this paper, we present the challenge setup and assessment of the state-of-the-art deep learning methods proposed by the participants during the challenge. A total of 4 baseline methods from the challenge organizers and 19 new deep learning algorithms by competing teams are presented to recognize surgical action triplets directly from surgical videos, achieving mean average precision (mAP) ranging from 4.2% to 38.1%. This study also analyzes the significance of the results obtained by the presented approaches, performs a thorough methodological comparison between them, in-depth result analysis, and proposes a novel ensemble method for enhanced recognition. Our analysis shows that surgical workflow analysis is not yet solved, and also highlights interesting directions for future research on fine-grained surgical activity recognition which is of utmost importance for the development of AI in surgery.
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计算机视觉任务可以从估计突出物区域和这些对象区域之间的相互作用中受益。识别对象区域涉及利用预借鉴模型来执行对象检测,对象分割和/或对象姿势估计。但是,由于以下原因,在实践中不可行:1)预用模型的训练数据集的对象类别可能不会涵盖一般计算机视觉任务的所有对象类别,2)佩戴型模型训练数据集之间的域间隙并且目标任务的数据集可能会影响性能,3)预磨模模型中存在的偏差和方差可能泄漏到导致无意中偏置的目标模型的目标任务中。为了克服这些缺点,我们建议利用一系列视频帧捕获一组公共对象和它们之间的相互作用的公共基本原理,因此视频帧特征之间的共分割的概念可以用自动的能力装配模型专注于突出区域,以最终的方式提高潜在的任务的性能。在这方面,我们提出了一种称为“共分割激活模块”(COSAM)的通用模块,其可以被插入任何CNN,以促进基于CNN的任何CNN的概念在一系列视频帧特征中的关注。我们在三个基于视频的任务中展示Cosam的应用即1)基于视频的人Re-ID,2)视频字幕分类,并证明COSAM能够在视频帧中捕获突出区域,从而引导对于显着的性能改进以及可解释的关注图。
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基于文本的视频细分旨在通过用文本查询指定演员及其表演动作来细分视频序列中的演员。由于\ emph {emph {语义不对称}的问题,以前的方法无法根据演员及其动作以细粒度的方式将视频内容与文本查询对齐。 \ emph {语义不对称}意味着在多模式融合过程中包含不同量的语义信息。为了减轻这个问题,我们提出了一个新颖的演员和动作模块化网络,该网络将演员及其动作分别定位在两个单独的模块中。具体来说,我们首先从视频和文本查询中学习与参与者相关的内容,然后以对称方式匹配它们以定位目标管。目标管包含所需的参与者和动作,然后将其送入完全卷积的网络,以预测演员的分割掩模。我们的方法还建立了对象的关联,使其与所提出的时间建议聚合机制交叉多个框架。这使我们的方法能够有效地细分视频并保持预测的时间一致性。整个模型允许联合学习参与者的匹配和细分,并在A2D句子和J-HMDB句子数据集上实现单帧细分和完整视频细分的最新性能。
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Human actions can be represented by the trajectories of skeleton joints. Traditional methods generally model the spatial structure and temporal dynamics of human skeleton with hand-crafted features and recognize human actions by well-designed classifiers. In this paper, considering that recurrent neural network (RNN) can model the long-term contextual information of temporal sequences well, we propose an end-to-end hierarchical RNN for skeleton based action recognition. Instead of taking the whole skeleton as the input, we divide the human skeleton into five parts according to human physical structure, and then separately feed them to five subnets. As the number of layers increases, the representations extracted by the subnets are hierarchically fused to be the inputs of higher layers. The final representations of the skeleton sequences are fed into a single-layer perceptron, and the temporally accumulated output of the perceptron is the final decision. We compare with five other deep RNN architectures derived from our model to verify the effectiveness of the proposed network, and also compare with several other methods on three publicly available datasets. Experimental results demonstrate that our model achieves the state-of-the-art performance with high computational efficiency.
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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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Event perception tasks such as recognizing and localizing actions in streaming videos are essential for scaling to real-world application contexts. We tackle the problem of learning actor-centered representations through the notion of continual hierarchical predictive learning to localize actions in streaming videos without the need for training labels and outlines for the objects in the video. We propose a framework driven by the notion of hierarchical predictive learning to construct actor-centered features by attention-based contextualization. The key idea is that predictable features or objects do not attract attention and hence do not contribute to the action of interest. Experiments on three benchmark datasets show that the approach can learn robust representations for localizing actions using only one epoch of training, i.e., a single pass through the streaming video. We show that the proposed approach outperforms unsupervised and weakly supervised baselines while offering competitive performance to fully supervised approaches. Additionally, we extend the model to multi-actor settings to recognize group activities while localizing the multiple, plausible actors. We also show that it generalizes to out-of-domain data with limited performance degradation.
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人类自然有效地在复杂的场景中找到突出区域。通过这种观察的动机,引入了计算机视觉中的注意力机制,目的是模仿人类视觉系统的这一方面。这种注意机制可以基于输入图像的特征被视为动态权重调整过程。注意机制在许多视觉任务中取得了巨大的成功,包括图像分类,对象检测,语义分割,视频理解,图像生成,3D视觉,多模态任务和自我监督的学习。在本调查中,我们对计算机愿景中的各种关注机制进行了全面的审查,并根据渠道注意,空间关注,暂时关注和分支注意力进行分类。相关的存储库https://github.com/menghaoguo/awesome-vision-tions致力于收集相关的工作。我们还建议了未来的注意机制研究方向。
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机器学习和非接触传感器的进步使您能够在医疗保健环境中理解复杂的人类行为。特别是,已经引入了几种深度学习系统,以实现对自闭症谱系障碍(ASD)等神经发展状况的全面分析。这种情况会影响儿童的早期发育阶段,并且诊断完全依赖于观察孩子的行为和检测行为提示。但是,诊断过程是耗时的,因为它需要长期的行为观察以及专家的稀缺性。我们展示了基于区域的计算机视觉系统的效果,以帮助临床医生和父母分析孩子的行为。为此,我们采用并增强了一个数据集,用于使用在不受控制的环境中捕获的儿童的视频来分析自闭症相关的动作(例如,在各种环境中使用消费级摄像机收集的视频)。通过检测视频中的目标儿童以减少背景噪声的影响,可以预处理数据。在时间卷积模型的有效性的推动下,我们提出了能够从视频帧中提取动作功能并通过分析视频中的框架之间的关系来从视频帧中提取动作功能并分类与自闭症相关的行为。通过对功能提取和学习策略的广泛评估,我们证明了通过膨胀的3D Convnet和多阶段的时间卷积网络实现最佳性能,达到了0.83加权的F1得分,以分类三种自闭症相关的动作,超越表现优于表现现有方法。我们还通过在同一系统中采用ESNET主链来提出一个轻重量解决方案,实现0.71加权F1得分的竞争结果,并在嵌入式系统上实现潜在的部署。
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本文介绍了社会团体活动识别的新框架。作为集团活动识别的一项扩展任务,社会群体活动识别需要识别多个子组活动并识别小组成员。大多数现有方法通过完善区域功能来解决这两个任务,然后将它们汇总到活动特征中。这样的启发式功能设计使特征的有效性易于不完整的人本地化,并无视场景上下文的重要性。此外,区域特征是识别小组成员的次优最佳选择,因为这些特征可能由该地区的人群主导并具有不同的语义。为了克服这些缺点,我们建议利用变形金刚中的注意力模块来产生有效的社会群体特征。我们的方法的设计方式使注意力模块识别,然后汇总与社会团体活动相关的特征,从而为每个社会群体产生一个有效的功能。小组成员信息嵌入到功能中,从而通过馈电网络访问。馈送网络的输出代表组,因此可以通过组和个人之间的简单匈牙利匹配来识别小组成员。实验结果表明,我们的方法优于排球和集体活动数据集的最先进方法。
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