从影片中面部表情的自动估计疼痛强度在医疗保健应用中具有巨大的潜力。然而,需要域适应(DA)以缓解通常在源和目标DO-MAINA捕获的视频数据之间发生的域移位的问题。鉴于收集和注释视频的艰苦任务,以及由于相邻强度水平的模糊而导致的主观偏见,弱监督学习(WSL)在这种应用中越来越关注。然而,大多数最先进的WSL模型通常被制定为回归问题,并且不利用强度水平之间的序数关系,也不是多个连续帧之间的时间相干关系。本文介绍了一种新的深度学习模型,用于弱监控DA,具有序数回归(WSDA-OR),目标域中的视频具有周期性的粗LA-BER。 WSDA或模型强制执行符号关系,在符号到目标序列的强度水平之间,并将多个相关帧与序列级标签关联(而不是单帧)。特别是,它通过将多个静态学习与深对抗性DA集成来学习判别和域不变特征表示,其中软高斯标签用于有效地代表来自目标域的弱序序列级标签。在Recola视频数据集中验证了所提出的方法,作为完全标记的源域,unbc-mcmaster视频数据作为弱标记的目标域。我们还验证了WSDA - 或Biovid和疲劳(私有)数据集进行序列级别估计。实验结果表明,我们的方法可以对最先进的模型提供显着改进,从而实现更大的本地化精度。
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自动情绪识别(ER)最近由于其在许多实际应用中的潜力而引起了很多兴趣。在这种情况下,已经证明多模式方法可以通过结合多样化和互补的信息来源,从而提高性能(超过单峰方法),从而为嘈杂和缺失的方式提供了一些鲁棒性。在本文中,我们根据从视频中提取的面部和声音方式融合的尺寸ER专注于尺寸,其中探索了互补的视听(A-V)关系,以预测个人在价值空间中的情绪状态。大多数最先进的融合技术都依赖于反复的网络或常规的注意机制,这些机制无法有效利用A-V模式的互补性。为了解决这个问题,我们引入了A-V融合的联合跨注意模型,该模型在A-V模态上提取显着特征,从而可以有效利用模式间关系,同时保留模式内关系。特别是,它根据联合特征表示与单个模式的相关性计算交叉意义权重。通过将联合A-V特征表示形式部署到交叉意见模块中,它有助于同时利用内模式和模态关系,从而显着改善系统的性能,而不是香草交叉意见模块。我们提出的方法的有效性是在Recola和AffWild2数据集的挑战性视频中通过实验验证的。结果表明,我们的跨注意A-V融合模型提供了一种具有成本效益的解决方案,即使模式是嘈杂或不存在的,也可以超越最先进的方法。
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多模式分析最近对情感计算的兴趣很大,因为它可以提高情感识别对孤立的单模态方法的整体准确性。多式联情绪识别最有效的技术有效地利用各种和互补的信息来源,例如面部,声带和生理方式,提供全面的特征表示。在本文中,我们专注于基于视频中提取的面部和声乐方式的融合的尺寸情感识别,其中可以捕获复杂的时空关系。大多数现有的融合技术依赖于经常性网络或传统的注意机制,这些机制没有有效地利用视听(A-V)方式的互补性质。我们介绍了一种跨关注融合方法来提取A-V模式的显着特征,允许准确地预测连续值的价值和唤醒。我们的新的跨关节A-V融合模型有效利用了模态关系。特别地,它计算跨关注权重,以专注于各个模态跨越更贡献的特征,从而组合贡献特征表示,然后将其馈送到完全连接的层以用于预测价和唤醒。所提出的方法的有效性在通过Recolat和疲劳(私人)数据集中的视频上进行了实验验证。结果表明,我们的跨关节A-V融合模型是一种经济高效的方法,优于最先进的融合方法。代码可用:\ url {https://github.com/praveena2j/cross-attentional-av-fusion}
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面部影响的成像可用于通过成年后的儿童进行心理生理属性,特别是用于监测自闭症谱系障碍等终身疾病。深度卷积神经网络在对成年人的面部表情进行分类方面表现出了令人鼓舞的结果。但是,经过成人基准数据培训的分类器模型由于心理物理发展的差异而不适合学习儿童表情。同样,接受儿童数据训练的模型在成人表达分类中的表现较差。我们建议适应域,以同时对齐成人和儿童表达式在共享潜在空间中的分布,以确保对任何一个领域的稳健分类。此外,在成年子女表达分类中研究了面部图像的年龄变化,但仍无法掌握。我们从多个领域中汲取灵感,并提出深层自适应面部表情,以融合betamix选定的地标特征(面部自我),以进行成人的面部表情分类。在文献中,基于与表达,域和身份因素的相关性,beta分布的混合物首次用于分解和选择面部特征。我们通过两对成人孩子数据集评估面对面的自我。我们提出的面对面的方法在对齐成人和儿童表情的潜在表示方面优于成人孩子转移学习和其他基线适应方法。
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最近,面部生物识别是对传统认证系统的方便替代的巨大关注。因此,检测恶意尝试已经发现具有重要意义,导致面部抗欺骗〜(FAS),即面部呈现攻击检测。与手工制作的功能相反,深度特色学习和技术已经承诺急剧增加FAS系统的准确性,解决了实现这种系统的真实应用的关键挑战。因此,处理更广泛的发展以及准确的模型的新研究区越来越多地引起了研究界和行业的关注。在本文中,我们为自2017年以来对与基于深度特征的FAS方法相关的文献综合调查。在这一主题上阐明,基于各种特征和学习方法的语义分类。此外,我们以时间顺序排列,其进化进展和评估标准(数据集内集和数据集互联集合中集)覆盖了FAS的主要公共数据集。最后,我们讨论了开放的研究挑战和未来方向。
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Deep domain adaptation has emerged as a new learning technique to address the lack of massive amounts of labeled data. Compared to conventional methods, which learn shared feature subspaces or reuse important source instances with shallow representations, deep domain adaptation methods leverage deep networks to learn more transferable representations by embedding domain adaptation in the pipeline of deep learning. There have been comprehensive surveys for shallow domain adaptation, but few timely reviews the emerging deep learning based methods. In this paper, we provide a comprehensive survey of deep domain adaptation methods for computer vision applications with four major contributions. First, we present a taxonomy of different deep domain adaptation scenarios according to the properties of data that define how two domains are diverged. Second, we summarize deep domain adaptation approaches into several categories based on training loss, and analyze and compare briefly the state-of-the-art methods under these categories. Third, we overview the computer vision applications that go beyond image classification, such as face recognition, semantic segmentation and object detection. Fourth, some potential deficiencies of current methods and several future directions are highlighted.
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深度神经网络在人类分析中已经普遍存在,增强了应用的性能,例如生物识别识别,动作识别以及人重新识别。但是,此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中,对大规模数据集的需求构成了严重的挑战,因为数据收集乏味,廉价,昂贵,并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成,作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法,在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查,总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后,我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。
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微表达(MES)是非自愿的面部运动,揭示了人们在高利害情况下隐藏的感受,并对医疗,国家安全,审讯和许多人机交互系统具有实际重要性。早期的MER方法主要基于传统的外观和几何特征。最近,随着各种领域的深度学习(DL)的成功,神经网络已得到MER的兴趣。不同于宏观表达,MES是自发的,微妙的,快速的面部运动,导致数据收集困难,因此具有小规模的数据集。由于上述我的角色,基于DL的MER变得挑战。迄今为止,已提出各种DL方法来解决我的问题并提高MER表现。在本调查中,我们对深度微表达识别(MER)进行了全面的审查,包括数据集,深度MER管道和最具影响力方法的基准标记。本调查定义了该领域的新分类法,包括基于DL的MER的所有方面。对于每个方面,总结和讨论了基本方法和高级发展。此外,我们得出了坚固的深层MER系统设计的剩余挑战和潜在方向。据我们所知,这是对深度MEL方法的第一次调查,该调查可以作为未来MER研究的参考点。
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骨科疾病在马匹中常见,通常导致安乐死,这通常可以通过早期的检测来避免。这些条件通常会产生不同程度的微妙长期疼痛。培训视觉疼痛识别方法具有描绘这种疼痛的视频数据是挑战性的,因为所产生的疼痛行为也是微妙的,稀疏出现,变得不同,使得甚至是专家兰德尔的挑战,为数据提供准确的地面真实性。我们表明,一款专业培训的模型,仅涉及急性实验疼痛的马匹(标签不那么暧昧)可以帮助识别更微妙的骨科疼痛显示。此外,我们提出了一个问题的人类专家基线,以及对各种领域转移方法的广泛实证研究以及由疼痛识别方法检测到矫形数据集的清洁实验疼痛中的疼痛识别方法检测到的内容。最后,这伴随着围绕现实世界动物行为数据集所带来的挑战以及如何为类似的细粒度行动识别任务建立最佳实践的讨论。我们的代码可在https://github.com/sofiabroome/painface-recognition获得。
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现有的视频域改编(DA)方法需要存储视频帧的所有时间组合或配对源和目标视频,这些视频和目标视频成本昂贵,无法扩展到长时间的视频。为了解决这些局限性,我们建议采用以下记忆高效的基于图形的视频DA方法。首先,我们的方法模型每个源或目标视频通过图:节点表示视频帧和边缘表示帧之间的时间或视觉相似性关系。我们使用图形注意力网络来了解单个帧的重量,并同时将源和目标视频对齐到域不变的图形特征空间中。我们的方法没有存储大量的子视频,而是仅构建一个图形,其中一个视频的图形注意机制,从而大大降低了内存成本。广泛的实验表明,与最先进的方法相比,我们在降低内存成本的同时取得了卓越的性能。
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Systems for person re-identification (ReID) can achieve a high accuracy when trained on large fully-labeled image datasets. However, the domain shift typically associated with diverse operational capture conditions (e.g., camera viewpoints and lighting) may translate to a significant decline in performance. This paper focuses on unsupervised domain adaptation (UDA) for video-based ReID - a relevant scenario that is less explored in the literature. In this scenario, the ReID model must adapt to a complex target domain defined by a network of diverse video cameras based on tracklet information. State-of-art methods cluster unlabeled target data, yet domain shifts across target cameras (sub-domains) can lead to poor initialization of clustering methods that propagates noise across epochs, thus preventing the ReID model to accurately associate samples of same identity. In this paper, an UDA method is introduced for video person ReID that leverages knowledge on video tracklets, and on the distribution of frames captured over target cameras to improve the performance of CNN backbones trained using pseudo-labels. Our method relies on an adversarial approach, where a camera-discriminator network is introduced to extract discriminant camera-independent representations, facilitating the subsequent clustering. In addition, a weighted contrastive loss is proposed to leverage the confidence of clusters, and mitigate the risk of incorrect identity associations. Experimental results obtained on three challenging video-based person ReID datasets - PRID2011, iLIDS-VID, and MARS - indicate that our proposed method can outperform related state-of-the-art methods. Our code is available at: \url{https://github.com/dmekhazni/CAWCL-ReID}
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Deep learning has produced state-of-the-art results for a variety of tasks. While such approaches for supervised learning have performed well, they assume that training and testing data are drawn from the same distribution, which may not always be the case. As a complement to this challenge, single-source unsupervised domain adaptation can handle situations where a network is trained on labeled data from a source domain and unlabeled data from a related but different target domain with the goal of performing well at test-time on the target domain. Many single-source and typically homogeneous unsupervised deep domain adaptation approaches have thus been developed, combining the powerful, hierarchical representations from deep learning with domain adaptation to reduce reliance on potentially-costly target data labels. This survey will compare these approaches by examining alternative methods, the unique and common elements, results, and theoretical insights. We follow this with a look at application areas and open research directions.
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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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虽然在许多域内生成并提供了大量的未标记数据,但对视觉数据的自动理解的需求高于以往任何时候。大多数现有机器学习模型通常依赖于大量标记的训练数据来实现高性能。不幸的是,在现实世界的应用中,不能满足这种要求。标签的数量有限,手动注释数据昂贵且耗时。通常需要将知识从现有标记域传输到新域。但是,模型性能因域之间的差异(域移位或数据集偏差)而劣化。为了克服注释的负担,域适应(DA)旨在在将知识从一个域转移到另一个类似但不同的域中时减轻域移位问题。无监督的DA(UDA)处理标记的源域和未标记的目标域。 UDA的主要目标是减少标记的源数据和未标记的目标数据之间的域差异,并在培训期间在两个域中学习域不变的表示。在本文中,我们首先定义UDA问题。其次,我们从传统方法和基于深度学习的方法中概述了不同类别的UDA的最先进的方法。最后,我们收集常用的基准数据集和UDA最先进方法的报告结果对视觉识别问题。
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As one of the most important psychic stress reactions, micro-expressions (MEs), are spontaneous and transient facial expressions that can reveal the genuine emotions of human beings. Thus, recognizing MEs (MER) automatically is becoming increasingly crucial in the field of affective computing, and provides essential technical support in lie detection, psychological analysis and other areas. However, the lack of abundant ME data seriously restricts the development of cutting-edge data-driven MER models. Despite the recent efforts of several spontaneous ME datasets to alleviate this problem, it is still a tiny amount of work. To solve the problem of ME data hunger, we construct a dynamic spontaneous ME dataset with the largest current ME data scale, called DFME (Dynamic Facial Micro-expressions), which includes 7,526 well-labeled ME videos induced by 671 participants and annotated by more than 20 annotators throughout three years. Afterwards, we adopt four classical spatiotemporal feature learning models on DFME to perform MER experiments to objectively verify the validity of DFME dataset. In addition, we explore different solutions to the class imbalance and key-frame sequence sampling problems in dynamic MER respectively on DFME, so as to provide a valuable reference for future research. The comprehensive experimental results show that our DFME dataset can facilitate the research of automatic MER, and provide a new benchmark for MER. DFME will be published via https://mea-lab-421.github.io.
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人类的情感和心理状态以自动化的方式估计,面临许多困难,包括从差或没有时间分辨率的标签中学习,从很少有数据的数据集中学习(通常是由于机密性约束),并且(非常)很长 - 野外视频。由于这些原因,深度学习方法倾向于过度合适,也就是说,在最终回归任务上获得概括性差的潜在表示。为了克服这一点,在这项工作中,我们介绍了两个互补的贡献。首先,我们引入了一种新型的关系损失,以解决多标签回归和序数问题,该问题规则学习并导致更好的概括。拟议的损失使用标签矢量间歇间信息来通过将批次标签距离与潜在特征空间中的距离进行对齐,从而学习更好的潜在表示。其次,我们利用了两个阶段的注意体系结构,该体系结构通过使用相邻夹中的功能作为时间上下文来估计每个剪辑的目标。我们评估了关于连续影响和精神分裂症严重程度估计问题的提议方法,因为两者之间存在方法论和背景相似之处。实验结果表明,所提出的方法的表现优于所有基准。在精神分裂症的领域中,拟议的方法学优于先前的最先进的利润率,其PCC的PCC绩效高达78%的绩效(85%)(85%),并且比以前的工作高得多(Uplift FiftLift最多40%)。在情感识别的情况下,我们在OMG和AMIGOS数据集上都以CCC为基础的先前基于以前的方法。对于Amigos而言,我们的唤醒和价值分别均优于先前的SOTA CCC,分别为9%和13%,在OMG数据集中,我们的效果均优于先前的视力,唤醒和价值均高达5%。
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识别面部视频的连续情绪和动作单元(AU)强度需要对表达动态的空间和时间理解。现有作品主要依赖2D面的外观来提取这种动态。这项工作着重于基于参数3D面向形状模型的有希望的替代方案,该模型解散了不同的变异因素,包括表达诱导的形状变化。我们旨在了解与最先进的2D外观模型相比,在估计价值和AU强度方面表现性3D面部形状如何。我们基准了四个最近的3D面对准模型:Expnet,3DDFA-V2,DECA和EMOCA。在价值估计中,3D面模型的表达特征始终超过以前的作品,并在SEWA和AVEC 2019 CES CORPORA上的平均一致性相关性分别为.739和.574。我们还研究了BP4D和DISFA数据集的AU强度估计的3D面形状如何执行,并报告说3D脸部功能在AUS 4、6、10、12和25中与2D外观特征相当,但没有整个集合。 aus。为了理解这种差异,我们在价值和AUS之间进行了对应分析,该分析指出,准确的价值预测可能仅需要少数AU的知识。
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深度学习已成为解决不同领域中现实世界中问题的首选方法,部分原因是它能够从数据中学习并在广泛的应用程序上实现令人印象深刻的性能。但是,它的成功通常取决于两个假设:(i)精确模型拟合需要大量标记的数据集,并且(ii)培训和测试数据是独立的且分布相同的。因此,不能保证它在看不见的目标域上的性能,尤其是在适应阶段遇到分布数据的数据时。目标域中数据的性能下降是部署深层神经网络的关键问题,这些网络已成功地在源域中的数据训练。通过利用标记的源域数据和未标记的目标域数据来执行目标域中的各种任务,提出了无监督的域适应(UDA)来对抗这一点。 UDA在自然图像处理,视频分析,自然语言处理,时间序列数据分析,医学图像分析等方面取得了令人鼓舞的结果。在本综述中,作为一个快速发展的主题,我们对其方法和应用程序进行了系统的比较。此外,还讨论了UDA与其紧密相关的任务的联系,例如域的概括和分布外检测。此外,突出显示了当前方法和可能有希望的方向的缺陷。
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Top-performing deep architectures are trained on massive amounts of labeled data. In the absence of labeled data for a certain task, domain adaptation often provides an attractive option given that labeled data of similar nature but from a different domain (e.g. synthetic images) are available. Here, we propose a new approach to domain adaptation in deep architectures that can be trained on large amount of labeled data from the source domain and large amount of unlabeled data from the target domain (no labeled targetdomain data is necessary).As the training progresses, the approach promotes the emergence of "deep" features that are (i) discriminative for the main learning task on the source domain and (ii) invariant with respect to the shift between the domains. We show that this adaptation behaviour can be achieved in almost any feed-forward model by augmenting it with few standard layers and a simple new gradient reversal layer. The resulting augmented architecture can be trained using standard backpropagation.Overall, the approach can be implemented with little effort using any of the deep-learning packages. The method performs very well in a series of image classification experiments, achieving adaptation effect in the presence of big domain shifts and outperforming previous state-ofthe-art on Office datasets.
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在基于视觉的辅助技术中,具有不同新兴主题的用例,例如增强现实,虚拟现实和人类计算机互动等不同的主题中的用例中,自动眼目光估计是一个重要问题。在过去的几年中,由于它克服了大规模注释的数据的要求,因此人们对无监督和自我监督的学习范式的兴趣越来越大。在本文中,我们提出了Raze,Raze是一个带有自我监督的注视表示框架的区域,该框架从非宣传的面部图像数据中发挥作用。 Raze通过辅助监督(即伪凝视区域分类)学习目光的表示,其中目的是通过利用瞳孔中心的相对位置将视野分类为不同的凝视区域(即左,右和中心)。因此,我们会自动注释154K Web爬行图像的伪凝视区标签,并通过“ IZE-NET”框架学习特征表示。 “ IZE-NET”是基于胶囊层的CNN体​​系结构,可以有效地捕获丰富的眼睛表示。在四个基准数据集上评估了特征表示的判别性能:洞穴,桌面,MPII和RT-GENE。此外,我们评估了所提出的网络在其他两个下游任务(即驱动器凝视估计和视觉注意估计)上的普遍性,这证明了学习的眼睛注视表示的有效性。
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