我们提出了一种新颖的面部表情识别网络,称为您的注意网络(DAN)分散注意力。我们的方法基于两个关键观察。首先,多个类分享了固有的相似潜在的面部外观,它们的差异可能是微妙的。其次,面部表达式同时通过多个面部区域表现出来,并且通过编码本地特征之间的高阶相互作用,识别需要整体方法。为解决这些问题,我们提出了我们的丹与三个关键组件:特征聚类网络(FCN),多头跨关注网络(MAN)和注意融合网络(AFN)。 FCN通过采用大幅学习目的来提取强大的功能,以最大限度地提高级别可分离性。此外,该人实例化了许多关注头,同时参加多个面部面积,并在这些地区构建注意地图。此外,AFN在将注意力映射融合到全面的位置之前,将这些关注分散到多个位置。在三个公共数据集(包括EffectNet,RAF-DB和SFew 2.0)上进行广泛的实验验证了所提出的方法始终如一地实现最先进的面部表情识别性能。代码将在https://github.com/yaoing/dan提供。
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人类的情感认可是人工智能的积极研究领域,在过去几年中取得了实质性的进展。许多最近的作品主要关注面部区域以推断人类的情感,而周围的上下文信息没有有效地利用。在本文中,我们提出了一种新的深网络,有效地识别使用新的全球局部注意机制的人类情绪。我们的网络旨在独立地从两个面部和上下文区域提取特征,然后使用注意模块一起学习它们。以这种方式,面部和上下文信息都用于推断人类的情绪,从而增强分类器的歧视。密集实验表明,我们的方法超越了最近的最先进的方法,最近的情感数据集是公平的保证金。定性地,我们的全球局部注意力模块可以提取比以前的方法更有意义的注意图。我们网络的源代码和培训模型可在https://github.com/minhnhatvt/glamor-net上获得
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Facial Expression Recognition (FER) in the wild is an extremely challenging task. Recently, some Vision Transformers (ViT) have been explored for FER, but most of them perform inferiorly compared to Convolutional Neural Networks (CNN). This is mainly because the new proposed modules are difficult to converge well from scratch due to lacking inductive bias and easy to focus on the occlusion and noisy areas. TransFER, a representative transformer-based method for FER, alleviates this with multi-branch attention dropping but brings excessive computations. On the contrary, we present two attentive pooling (AP) modules to pool noisy features directly. The AP modules include Attentive Patch Pooling (APP) and Attentive Token Pooling (ATP). They aim to guide the model to emphasize the most discriminative features while reducing the impacts of less relevant features. The proposed APP is employed to select the most informative patches on CNN features, and ATP discards unimportant tokens in ViT. Being simple to implement and without learnable parameters, the APP and ATP intuitively reduce the computational cost while boosting the performance by ONLY pursuing the most discriminative features. Qualitative results demonstrate the motivations and effectiveness of our attentive poolings. Besides, quantitative results on six in-the-wild datasets outperform other state-of-the-art methods.
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与基于图像的静态面部表达识别(SFER)任务相比,基于视频序列的动态面部表达识别(DFER)任务更接近自然表达识别场景。但是,DFE通常更具挑战性。主要原因之一是,视频序列通常包含具有不同表达强度的框架,尤其是对于现实世界中的面部表情,而SFER中的图像经常呈现均匀和高表达强度。但是,如果同样处理具有不同强度的表达式,则网络学到的特征将具有较大的阶层和小类间差异,这对DFER有害。为了解决这个问题,我们建议全球卷积注意区(GCA)重新列出特征地图的渠道。此外,我们在训练过程中介绍了强度感知的损失(IAL),以帮助网络区分具有相对较低表达强度的样品。在两个野外动态面部表达数据集(即DFEW和FERV39K)上进行实验表明,我们的方法表现优于最先进的DFER方法。源代码将公开可用。
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尽管在过去的几年中取得了重大进展,但歧义仍然是面部表情识别(FER)的关键挑战。它可能导致嘈杂和不一致的注释,这阻碍了现实世界中深度学习模型的性能。在本文中,我们提出了一种新的不确定性标签分布学习方法,以提高深层模型的鲁棒性,以防止不确定性和歧义。我们利用价值空间中的邻里信息来适应培训训练样本的情绪分布。我们还考虑提供的标签将其纳入标签分布时的不确定性。我们的方法可以轻松地集成到深层网络中,以获得更多的培训监督并提高识别准确性。在各种嘈杂和模棱两可的环境下,在几个数据集上进行了密集的实验表明,我们的方法取得了竞争成果,并且超出了最新的最新方法。我们的代码和模型可在https://github.com/minhnhatvt/label-distribution-learning-fer-tf上找到。
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Contextual information is vital in visual understanding problems, such as semantic segmentation and object detection. We propose a Criss-Cross Network (CCNet) for obtaining full-image contextual information in a very effective and efficient way. Concretely, for each pixel, a novel criss-cross attention module harvests the contextual information of all the pixels on its criss-cross path. By taking a further recurrent operation, each pixel can finally capture the full-image dependencies. Besides, a category consistent loss is proposed to enforce the criss-cross attention module to produce more discriminative features. Overall, CCNet is with the following merits: 1) GPU memory friendly. Compared with the non-local block, the proposed recurrent criss-cross attention module requires 11× less GPU memory usage. 2) High computational efficiency. The recurrent criss-cross attention significantly reduces FLOPs by about 85% of the non-local block. 3) The state-of-the-art performance. We conduct extensive experiments on semantic segmentation benchmarks including Cityscapes, ADE20K, human parsing benchmark LIP, instance segmentation benchmark COCO, video segmentation benchmark CamVid. In particular, our CCNet achieves the mIoU scores of 81.9%, 45.76% and 55.47% on the Cityscapes test set, the ADE20K validation set and the LIP validation set respectively, which are the new state-of-the-art results. The source codes are available at https://github.com/speedinghzl/CCNet.
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在本文中,我们提出了一个新颖的端到端集团协作学习网络,称为GCONET+,该网络可以有效,有效地(250 fps)识别自然场景中的共呈含量对象。提出的GCONET+基于以下两个基本标准,通过采矿共识表示,实现了共同降低对象检测(COSOD)的新最新性能:1)组内紧凑型,以更好地提高共同空位之间的一致性通过使用我们的新颖组亲和力模块(GAM)捕获其固有共享属性的对象; 2)组间可分离性通过引入我们的新组协作模块(GCM)条件对不一致的共识进行调理,从而有效抑制嘈杂对象对输出的影响。为了进一步提高准确性,我们设计了一系列简单但有效的组件,如下所示:i)在语义级别促进模型学习的经常性辅助分类模块(RACM); ii)一个置信度增强模块(CEM)帮助模型提高最终预测的质量; iii)基于小组的对称三重态(GST)损失指导模型以学习更多的判别特征。对三个具有挑战性的基准测试(即可口可乐,COSOD3K和COSAL2015)进行了广泛的实验,这表明我们的GCONET+优于现有的12个尖端模型。代码已在https://github.com/zhengpeng7/gconet_plus上发布。
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先前的工作表明,使用顺序学习者学习面部不同组成部分的顺序可以在面部表达识别系统的性能中发挥重要作用。我们提出了Facetoponet,这是面部表达识别的端到端深层模型,它能够学习面部有效的树拓扑。然后,我们的模型遍历学习的树以生成序列,然后将其用于形成嵌入以喂养顺序学习者。设计的模型采用一个流进行学习结构,并为学习纹理提供一个流。结构流着重于面部地标的位置,而纹理流的主要重点是在地标周围的斑块上学习纹理信息。然后,我们通过利用有效的基于注意力的融合策略来融合两个流的输出。我们对四个大型内部面部表达数据集进行了广泛的实验 - 即Alltionnet,FER2013,ExpW和RAF-DB,以及一个实验室控制的数据集(CK+)来评估我们的方法。 Facetoponet在五个数据集中的三个数据集中达到了最新的性能,并在其他两个数据集中获得了竞争结果。我们还执行严格的消融和灵敏度实验,以评估模型中不同组件和参数的影响。最后,我们执行鲁棒性实验,并证明与该地区其他领先方法相比,Facetoponet对阻塞更具稳健性。
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面部微表达(MES)是非自愿的面部动作,揭示了人们的真实感受,并在精神疾病,国家安全和许多人类计算机互动系统的早期干预中起着重要作用。但是,现有的微表达数据集有限,通常对培训良好的分类器构成一些挑战。为了建模微妙的面部肌肉运动,我们提出了一个健壮的微表达识别(MER)框架,即肌肉运动引导网络(MMNET)。具体而言,引入了连续的注意(CA)块,专注于对局部微妙的肌肉运动模式进行建模,几乎没有身份信息,这与大多数以前的方法不同,这些方法直接从完整的视频框架中提取具有许多身份信息的方法。此外,我们根据视觉变压器设计一个位置校准(PC)模块。通过添加PC模块在两个分支末端产生的面部的位置嵌入,PC模块可以帮助将位置信息添加到MER的面部肌肉运动图案中。在三个公共微表达数据集上进行的广泛实验表明,我们的方法以大幅度优于最先进的方法。
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Recognition of facial expression is a challenge when it comes to computer vision. The primary reasons are class imbalance due to data collection and uncertainty due to inherent noise such as fuzzy facial expressions and inconsistent labels. However, current research has focused either on the problem of class imbalance or on the problem of uncertainty, ignoring the intersection of how to address these two problems. Therefore, in this paper, we propose a framework based on Resnet and Attention to solve the above problems. We design weight for each class. Through the penalty mechanism, our model will pay more attention to the learning of small samples during training, and the resulting decrease in model accuracy can be improved by a Convolutional Block Attention Module (CBAM). Meanwhile, our backbone network will also learn an uncertain feature for each sample. By mixing uncertain features between samples, the model can better learn those features that can be used for classification, thus suppressing uncertainty. Experiments show that our method surpasses most basic methods in terms of accuracy on facial expression data sets (e.g., AffectNet, RAF-DB), and it also solves the problem of class imbalance well.
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Deep models for facial expression recognition achieve high performance by training on large-scale labeled data. However, publicly available datasets contain uncertain facial expressions caused by ambiguous annotations or confusing emotions, which could severely decline the robustness. Previous studies usually follow the bias elimination method in general tasks without considering the uncertainty problem from the perspective of different corresponding sources. In this paper, we propose a novel method of multi-task assisted correction in addressing uncertain facial expression recognition called MTAC. Specifically, a confidence estimation block and a weighted regularization module are applied to highlight solid samples and suppress uncertain samples in every batch. In addition, two auxiliary tasks, i.e., action unit detection and valence-arousal measurement, are introduced to learn semantic distributions from a data-driven AU graph and mitigate category imbalance based on latent dependencies between discrete and continuous emotions, respectively. Moreover, a re-labeling strategy guided by feature-level similarity constraint further generates new labels for identified uncertain samples to promote model learning. The proposed method can flexibly combine with existing frameworks in a fully-supervised or weakly-supervised manner. Experiments on RAF-DB, AffectNet, and AffWild2 datasets demonstrate that the MTAC obtains substantial improvements over baselines when facing synthetic and real uncertainties and outperforms the state-of-the-art methods.
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最近的跟踪器采用变压器来组合或替换广泛使用的重新NET作为其新的骨干网络。尽管他们的跟踪器在常规场景中运行良好,但是他们只是将2D功能弄平为序列,以更好地匹配变压器。我们认为这些操作忽略了目标对象的空间先验,这可能仅导致次优结果。此外,许多作品表明,自我注意力实际上是一个低通滤波器,它与输入功能或键/查询无关。也就是说,它可能会抑制输入功能的高频组成部分,并保留甚至放大低频信息。为了解决这些问题,在本文中,我们提出了一个统一的空间频率变压器,该变压器同时建模高斯空间先验和高频强调(GPHA)。具体而言,高斯空间先验是使用双重多层感知器(MLP)生成的,并注入了通过将查询和自我注意的关键特征乘产生的相似性矩阵。输出将被馈入软磁层,然后分解为两个组件,即直接信号和高频信号。低通和高通的分支被重新缩放并组合以实现全通,因此,高频特征将在堆叠的自发层中得到很好的保护。我们进一步将空间频率变压器整合到暹罗跟踪框架中,并提出一种新颖的跟踪算法,称为SFTRANST。基于跨级融合的SwintransFormer被用作骨干,还使用多头交叉意见模块来增强搜索和模板功能之间的相互作用。输出将被馈入跟踪头以进行目标定位。短期和长期跟踪基准的广泛实验都证明了我们提出的框架的有效性。
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大多数现有的RGB-D突出物体检测方法利用卷积操作并构建复杂的交织融合结构来实现跨模型信息集成。卷积操作的固有局部连接将基于卷积的方法的性能进行了限制到天花板的性能。在这项工作中,我们从全球信息对齐和转换的角度重新思考此任务。具体地,所提出的方法(Transcmd)级联几个跨模型集成单元来构造基于自上而下的变换器的信息传播路径(TIPP)。 Transcmd将多尺度和多模态特征集成作为序列到序列上下文传播和内置于变压器上的更新过程。此外,考虑到二次复杂性W.R.T.输入令牌的数量,我们设计了具有可接受的计算成本的修补程序令牌重新嵌入策略(Ptre)。七个RGB-D SOD基准数据集上的实验结果表明,在配备TIPP时,简单的两流编码器 - 解码器框架可以超越最先进的基于CNN的方法。
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近年来,人群计数研究取得了重大进展。然而,随着人群中存在具有挑战性的规模变化和复杂的场景,传统的卷积网络和最近具有固定大小的变压器架构都不能良好地处理任务。为了解决这个问题,本文提出了一个场景 - 自适应关注网络,称为Saanet。首先,我们设计了可变形的变压器骨干内的可变形关注,从而了解具有可变形采样位置和动态注意力的自适应特征表示。然后,我们提出了多级特征融合和计数专注特征增强模块,以加强全局图像上下文下的特征表示。学习的陈述可以参加前景,并适应不同的人群。我们对四个具有挑战性的人群计数基准进行广泛的实验,表明我们的方法实现了最先进的性能。特别是,我们的方法目前在NWPU-Crowd基准的公共排行榜上排名第一。我们希望我们的方法可能是一个强大的基线,以支持人群计数的未来研究。源代码将被释放到社区。
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我们提出了聚类蒙版变压器(CMT-DeepLab),这是一种基于变压器的框架,用于围绕聚类设计的泛型分割。它重新考虑了用于分割和检测的现有变压器架构;CMT-DeepLab认为对象查询是群集中心,该中心填充了应用于分割时将像素分组的作用。群集通过交替的过程计算,首先通过其功能亲和力将像素分配给簇,然后更新集群中心和像素功能。这些操作共同包含聚类蒙版变压器(CMT)层,该层产生了越野器的交叉注意,并且与最终的分割任务更加一致。CMT-DeepLab在可可Test-DEV集中实现了55.7%的PQ的新最先进的PQ,可显着提高先前ART的性能。
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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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近年来,由于深度学习体系结构的有希望的进步,面部识别系统取得了非凡的成功。但是,当将配置图像与额叶图像的画廊匹配时,它们仍然无法实现预期的准确性。当前方法要么执行姿势归一化(即额叶化)或脱离姿势信息以进行面部识别。相反,我们提出了一种新方法,通过注意机制将姿势用作辅助信息。在本文中,我们假设使用注意机制姿势参加的信息可以指导剖面面上的上下文和独特的特征提取,从而进一步使嵌入式域中的更好表示形式学习。为了实现这一目标,首先,我们设计了一个统一的耦合曲线到额定面部识别网络。它通过特定于类的对比损失来学习从面孔到紧凑的嵌入子空间的映射。其次,我们开发了一个新颖的姿势注意力块(PAB),以专门指导从剖面面上提取姿势 - 不合稳定的特征。更具体地说,PAB旨在显式地帮助网络沿着频道和空间维度沿着频道和空间维度的重要特征,同时学习嵌入式子空间中的歧视性但构成不变的特征。为了验证我们提出的方法的有效性,我们对包括多PIE,CFP,IJBC在内的受控和野生基准进行实验,并在艺术状态下表现出优势。
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由于视频序列中的大量嘈杂框架,野外动态面部表达识别(DFER)是一项极具挑战性的任务。以前的作品着重于提取更多的判别特征,但忽略了将关键帧与嘈杂框架区分开来。为了解决这个问题,我们提出了一个噪声动态的面部表达识别网络(NR-DFERNET),该网络可以有效地减少嘈杂框架对DFER任务的干扰。具体而言,在空间阶段,我们设计了一个动态静态融合模块(DSF),该模块(DSF)将动态特征引入静态特征,以学习更多的判别空间特征。为了抑制目标无关框架的影响,我们在时间阶段引入了针对变压器的新型动态类令牌(DCT)。此外,我们在决策阶段设计了基于摘要的滤镜(SF),以减少过多中性帧对非中性序列分类的影响。广泛的实验结果表明,我们的NR-dfernet优于DFEW和AFEW基准的最先进方法。
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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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使用注意机制的深度卷积神经网络(CNN)在动态场景中取得了巨大的成功。在大多数这些网络中,只能通过注意图精炼的功能传递到下一层,并且不同层的注意力图彼此分开,这并不能充分利用来自CNN中不同层的注意信息。为了解决这个问题,我们引入了一种新的连续跨层注意传播(CCLAT)机制,该机制可以利用所有卷积层的分层注意信息。基于CCLAT机制,我们使用非常简单的注意模块来构建一个新型残留的密集注意融合块(RDAFB)。在RDAFB中,从上述RDAFB的输出中推断出的注意图和每一层直接连接到后续的映射,从而导致CRLAT机制。以RDAFB为基础,我们为动态场景Deblurring设计了一个名为RDAFNET的有效体系结构。基准数据集上的实验表明,所提出的模型的表现优于最先进的脱毛方法,并证明了CCLAT机制的有效性。源代码可在以下网址提供:https://github.com/xjmz6/rdafnet。
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