小鼠的自动社会行为分析已成为行为神经科学中越来越流行的研究领域。最近,已使用姿势信息(即关键点或骨骼的位置)来解释小鼠的社会行为。然而,很少在现有方法中研究了小鼠关键点基础的社会互动信息的有效编码和解码。特别是,由于高度变形的身体形状和模棱两可的运动模式,建模小鼠之间复杂的社交互动是一项挑战。为了处理交互建模问题,我们在这里提出了一个跨骨骼相互作用图聚合网络(CS-IGANET),以学习自由相互作用的小鼠的丰富动力学,其中使用了跨骨骼节点级交互模块(CS-NLI)建模多级相互作用(即内部,间和跨骨骼相互作用)。此外,我们设计了一种新颖的互动感知变压器(IAT),以动态学习社交行为的图形表示,并更新节点级表示,并在我们提出的互动意识到的自我注意力下的机制的指导下。最后,为了增强我们的模型的表示能力,提出了辅助自我监督的学习任务来衡量跨骨骼节点之间的相似性。标准CRMI13-SKERTON和我们的PDMB-Skeleton数据集的实验结果表明,我们所提出的模型的表现优于其他几种最先进的方法。
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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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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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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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现有的基于视频的人重新识别(REID)的方法主要通过功能提取器和功能聚合器来了解给定行人的外观特征。但是,当不同的行人外观相似时,外观模型将失败。考虑到不同的行人具有不同的步行姿势和身体比例,我们建议学习视频检索的外观功能之外的歧视性姿势功能。具体而言,我们实现了一个两分支的体系结构,以单独学习外观功能和姿势功能,然后将它们串联在一起进行推理。为了学习姿势特征,我们首先通过现成的姿势检测器检测到每个框架中的行人姿势,并使用姿势序列构建时间图。然后,我们利用复发图卷积网络(RGCN)来学习时间姿势图的节点嵌入,该姿势图设计了一种全局信息传播机制,以同时实现框内节点的邻域聚集,并在框架间图之间传递消息。最后,我们提出了一种由节点注意和时间注意的双重意见方法,以从节点嵌入中获得时间图表示,其中采用自我注意机制来了解每个节点和每个帧的重要性。我们在三个基于视频的REID数据集(即火星,Dukemtmc和Ilids-Vid)上验证了所提出的方法,其实验结果表明,学习的姿势功能可以有效地改善现有外观模型的性能。
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步态情绪识别在智能系统中起着至关重要的作用。大多数现有方法通过随着时间的推移专注于当地行动来识别情绪。但是,他们忽略了时间域中不同情绪的有效距离是不同的,而且步行过程中的当地行动非常相似。因此,情绪应由全球状态而不是间接的本地行动代表。为了解决这些问题,这项工作通过构建动态的时间接受场并设计多尺度信息聚集以识别情绪,从而在这项工作中介绍了新型的多量表自适应图卷积网络(MSA-GCN)。在我们的模型中,自适应选择性时空图卷积旨在动态选择卷积内核,以获得不同情绪的软时空特征。此外,跨尺度映射融合机制(CSFM)旨在构建自适应邻接矩阵,以增强信息相互作用并降低冗余。与以前的最先进方法相比,所提出的方法在两个公共数据集上实现了最佳性能,将地图提高了2 \%。我们还进行了广泛的消融研究,以显示不同组件在我们的方法中的有效性。
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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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In skeleton-based action recognition, graph convolutional networks (GCNs), which model the human body skeletons as spatiotemporal graphs, have achieved remarkable performance. However, in existing GCN-based methods, the topology of the graph is set manually, and it is fixed over all layers and input samples. This may not be optimal for the hierarchical GCN and diverse samples in action recognition tasks. In addition, the second-order information (the lengths and directions of bones) of the skeleton data, which is naturally more informative and discriminative for action recognition, is rarely investigated in existing methods. In this work, we propose a novel two-stream adaptive graph convolutional network (2s-AGCN) for skeletonbased action recognition. The topology of the graph in our model can be either uniformly or individually learned by the BP algorithm in an end-to-end manner. This data-driven method increases the flexibility of the model for graph construction and brings more generality to adapt to various data samples. Moreover, a two-stream framework is proposed to model both the first-order and the second-order information simultaneously, which shows notable improvement for the recognition accuracy. Extensive experiments on the two large-scale datasets, NTU-RGBD and Kinetics-Skeleton, demonstrate that the performance of our model exceeds the state-of-the-art with a significant margin.
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视频中的人类对象相互作用(HOI)识别对于分析人类活动很重要。在现实世界中,大多数关注视觉特征的工作通常都会受到阻塞。当HOI中有多个人和物体涉及时,这种问题将更加复杂。考虑到诸如人类姿势和物体位置之类的几何特征提供有意义的信息来了解HOI,我们认为将视觉和几何特征的好处结合在HOI识别中,并提出了一个新颖的两级几何形状特征信息信息图形卷积(2G) -GCN)。几何级图模拟了人类和对象的几何特征之间的相互依赖性,而融合级别的图将它们与人类和对象的视觉特征融合在一起。为了证明我们方法在挑战性场景中的新颖性和有效性,我们提出了一个新的多人HOI数据集(Mphoi-72)。关于Mphoi-72(多人HOI),CAD-1220(单人HOI)和双人动作(双手HOI)数据集的广泛实验证明了我们的表现与最先进的表现相比。
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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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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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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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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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视频自我监督的学习是一项挑战的任务,这需要模型的显着表达力量来利用丰富的空间时间知识,并从大量未标记的视频产生有效的监督信号。但是,现有方法未能提高未标记视频的时间多样性,并以明确的方式忽略精心建模的多尺度时间依赖性。为了克服这些限制,我们利用视频中的多尺度时间依赖性,并提出了一个名为时间对比图学习(TCGL)的新型视频自我监督学习框架,该框架共同模拟了片段间和片段间的时间依赖性用混合图对比学习策略学习的时间表示学习。具体地,首先引入空间 - 时间知识发现(STKD)模块以基于离散余弦变换的频域分析从视频中提取运动增强的空间时间表。为了显式模拟未标记视频的多尺度时间依赖性,我们的TCGL将关于帧和片段命令的先前知识集成到图形结构中,即片段/间隙间时间对比图(TCG)。然后,特定的对比学习模块旨在最大化不同图形视图中节点之间的协议。为了为未标记的视频生成监控信号,我们介绍了一种自适应片段订购预测(ASOP)模块,它利用视频片段之间的关系知识来学习全局上下文表示并自适应地重新校准通道明智的功能。实验结果表明我们的TCGL在大规模行动识别和视频检索基准上的最先进方法中的优势。
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Spatial-temporal graphs have been widely used by skeleton-based action recognition algorithms to model human action dynamics. To capture robust movement patterns from these graphs, long-range and multi-scale context aggregation and spatial-temporal dependency modeling are critical aspects of a powerful feature extractor. However, existing methods have limitations in achieving (1) unbiased long-range joint relationship modeling under multiscale operators and (2) unobstructed cross-spacetime information flow for capturing complex spatial-temporal dependencies. In this work, we present (1) a simple method to disentangle multi-scale graph convolutions and (2) a unified spatial-temporal graph convolutional operator named G3D. The proposed multi-scale aggregation scheme disentangles the importance of nodes in different neighborhoods for effective long-range modeling. The proposed G3D module leverages dense cross-spacetime edges as skip connections for direct information propagation across the spatial-temporal graph. By coupling these proposals, we develop a powerful feature extractor named MS-G3D based on which our model 1 outperforms previous state-of-the-art methods on three large-scale datasets: NTU RGB+D 60, NTU RGB+D 120, and Kinetics Skeleton 400.
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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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在本文中,我们研究了基于骨架的动作识别的问题,该问题在学习从基础阶级到新颖类的可转移表示方面构成了独特的挑战,尤其是针对细粒度的动作。现有的元学习框架通常依赖于空间维度中的身体级表示,这限制了概括以捕获细粒标签空间中细微的视觉差异。为了克服上述局限性,我们提出了一种基于单发骨架的动作识别的部分感知的原型代表。我们的方法捕获了两个独特的空间级别的骨架运动模式,一种用于所有身体关节的全球环境,称为身体水平,另一个则参与了身体部位的局部空间区域,称为零件水平。我们还设计了一种类不足的注意机制,以突出每个动作类别的重要部分。具体而言,我们开发了一个由三个模块组成的零件感知原型图网络:我们的双层建模的级联嵌入模块,一个基于注意力的零件融合模块,用于融合零件并生成零件感知的原型,以及可以执行匹配的模块。与部分意识表示的分类。我们证明了我们方法对两个基于公共骨架的动作识别数据集的有效性:NTU RGB+D 120和NW-UCLA。
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通过3D骨骼重新识别人的重新识别(RE-ID)是一个重要的新兴话题,具有许多优点。现有的解决方案很少探索骨骼结构或运动中有价值的身体成分关系,并且它们通常缺乏通过无标记的骨骼数据来学习人Re-ID的通用表示的能力。本文提出了一个通用的无监督骨骼原型对比度学习范式,其多级图关系学习(SPC-MGR),以从无标记的骨骼中学习有效的表示,以执行人员重新ID。具体而言,我们首先构建统一的多级骨架图,以完全模拟骨骼内的身体结构。然后,我们提出了一个多头结构关系层,以全面捕获图中物理连接的身体分量节点的关系。利用全层协作关系层来推断与运动相关的身体部位之间的协作,以捕获丰富的身体特征和可识别的步行模式。最后,我们提出了一个骨骼原型对比学习方案,该方案具有未标记的图表表达的相关实例,并将其固有的相似性与代表性的骨骼特征(“骨架原型”)进行对比,以学习人重新ID的歧视性骨骼表示。经验评估表明,SPC-MGR明显优于几种基于最新的骨架方法,并且还可以实现竞争激烈的人重新绩效,以实现更多的一般情况。
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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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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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