This study uses multisensory data (i.e., color and depth) to recognize human actions in the context of multimodal human-robot interaction. Here we employed the iCub robot to observe the predefined actions of the human partners by using four different tools on 20 objects. We show that the proposed multimodal ensemble learning leverages complementary characteristics of three color cameras and one depth sensor that improves, in most cases, recognition accuracy compared to the models trained with a single modality. The results indicate that the proposed models can be deployed on the iCub robot that requires multimodal action recognition, including social tasks such as partner-specific adaptation, and contextual behavior understanding, to mention a few.
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To properly assist humans in their needs, human activity recognition (HAR) systems need the ability to fuse information from multiple modalities. Our hypothesis is that multimodal sensors, visual and non-visual tend to provide complementary information, addressing the limitations of other modalities. In this work, we propose a multi-modal framework that learns to effectively combine features from RGB Video and IMU sensors, and show its robustness for MMAct and UTD-MHAD datasets. Our model is trained in two-stage, where in the first stage, each input encoder learns to effectively extract features, and in the second stage, learns to combine these individual features. We show significant improvements of 22% and 11% compared to video only and IMU only setup on UTD-MHAD dataset, and 20% and 12% on MMAct datasets. Through extensive experimentation, we show the robustness of our model on zero shot setting, and limited annotated data setting. We further compare with state-of-the-art methods that use more input modalities and show that our method outperforms significantly on the more difficult MMact dataset, and performs comparably in UTD-MHAD dataset.
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纯粹后的损害评估对于管理资源分配和执行有效响应至关重要。传统上,这种评估是通过野外侦察进行的,该侦察速度缓慢,危险且艰巨。取而代之的是,在本文中,我们进一步提出了通过卷积神经网络实施深度学习的想法,以便将建筑物的后卫星卫星图像分类为被洪水/损坏或未损坏的。该实验是在2017年哈维飓风之后使用的,该数据集采用了一个包含大休斯顿地区的纯种后卫星图像的数据集进行。本文实施了三个卷积神经网络模型体系结构,并配对了其他模型考虑,以实现高精度(超过99%),(超过99%),,超过99%),(超过99%)加强在殖民后灾难评估中有效使用机器学习。
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声学和视觉感测可以在人操纵时支持容器重量和其内容量的非接触式估计。但是,Opaquent和透明度(包括容器和内容的透明度)以及材料,形状和尺寸的可变性都会使这个问题具有挑战性。在本文中,我们向基准方法提出了一个开放框架,用于估计容器的容量,以及其内容的类型,质量和量。该框架包括数据集,明确定义的任务和性能测量,基线和最先进的方法,以及对这些方法的深入比较分析。使用单独的音频或音频和视觉数据的组合使用具有音频的神经网络的深度学习,用于分类内容的类型和数量,无论是独立的还是共同。具有视觉数据的回归和几何方法是优选的,以确定容器的容量。结果表明,使用仅使用Audio作为输入模块的方法对内容类型和级别进行分类,可分别获得加权平均F1-得分高达81%和97%。估计仅具有视觉视觉的近似接近和填充质量的容器容量,具有视听,多级算法达到65%的加权平均容量和质量分数。
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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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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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在视频中,人类的行为是三维(3D)信号。这些视频研究了人类行为的时空知识。使用3D卷积神经网络(CNN)研究了有希望的能力。 3D CNN尚未在静止照片中为其建立良好的二维(2D)等效物获得高输出。董事会3D卷积记忆和时空融合面部训练难以防止3D CNN完成非凡的评估。在本文中,我们实施了混合深度学习体系结构,该体系结构结合了Stip和3D CNN功能,以有效地增强3D视频的性能。实施后,在每个时空融合圈中进行训练的较详细和更深的图表。训练模型在处理模型的复杂评估后进一步增强了结果。视频分类模型在此实现模型中使用。引入了使用深度学习的多媒体数据分类的智能3D网络协议,以进一步了解人类努力中的时空关联。在实施结果时,著名的数据集(即UCF101)评估了提出的混合技术的性能。结果击败了提出的混合技术,该混合动力技术基本上超过了最初的3D CNN。将结果与文献的最新框架进行比较,以识别UCF101的行动识别,准确度为95%。
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可穿戴摄像机可以从用户的角度获取图像和视频。可以处理这些数据以了解人类的行为。尽管人类的行为分析已在第三人称视野中进行了彻底的研究,但仍在以自我为中心的环境中,尤其是在工业场景中进行了研究。为了鼓励在该领域的研究,我们介绍了Meccano,这是一个以自我为中心视频的多式模式数据集来研究类似工业的环境中的人类行为理解。多模式的特征是凝视信号,深度图和RGB视频同时使用自定义耳机获得。该数据集已在从第一人称视角的人类行为理解的背景下明确标记为基本任务,例如识别和预测人类对象的相互作用。使用MECCANO数据集,我们探索了五个不同的任务,包括1)动作识别,2)活动对象检测和识别,3)以自我为中心的人类对象互动检测,4)动作预期和5)下一步活动对象检测。我们提出了一个旨在研究人类行为的基准,该基准在被考虑的类似工业的情况下,表明所研究的任务和所考虑的方案对于最先进的算法具有挑战性。为了支持该领域的研究,我们在https://iplab.dmi.unict.it/meccano/上公开发布数据集。
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手术手术室(OR)为自动化和优化提供了许多机会。来自OR的各种来源的视频越来越多。医学界试图利用这些丰富的数据来开发自动化方法,以提高介入的护理,降低成本并改善整体患者的结果。因此,来自或房间摄像机的现有数据集的大小或方式限制了,因此尚不清楚哪些传感器方式最适合诸如识别视频外科手术的任务。这项研究表明,手术动作识别性能可能会根据所使用的图像方式而有所不同。我们对几种常用的传感器方式进行有条理的分析,并提出了两种改善分类性能的融合方法。这些分析是对18个腹腔镜程序的一组多视图RGB-D视频记录进行的。
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室内场景识别是一种不断增长的领域,具有巨大的行为理解,机器人本地化和老年人监测等。在这项研究中,我们使用从社交媒体收集的多模态学习和视频数据来从新的角度来看场景识别的任务。社交媒体视频的可访问性和各种可以为现代场景识别技术和应用提供现实数据。我们提出了一种基于转录语音的融合到文本和视觉功能的模型,用于在名为Instaindoor的室内场景的社交媒体视频的新型数据集上进行分类。我们的模型可实现高达70%的精度和0.7 F1分数。此外,我们通过在室内场景的YouTube-8M子集上基准测试,我们突出了我们的方法的潜力,在那里它达到了74%的精度和0.74f1分数。我们希望这项工作的贡献铺平了在挑战领域的室内场景认可领域的新型研究。
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使用视频/图像的驾驶员嗜睡检测是当今驾驶员安全时间最重要的领域之一。在诸如嗜睡检测的计算机视觉应用中应用的深度学习技术,尤其是卷积神经网络(CNN)的发展,由于近几十年来,由于技术的巨大增加,已经显示出有前途的结果。关闭或闪烁过度,打呵欠,点头和闭塞的眼睛都是嗜睡的关键方面。在这项工作中,我们在Yawdd数据集上应用了四种不同的卷积神经网络(CNN)技术,以检测和检查困难程度的程度,这取决于具有特定姿势和遮挡变化的打开频率。初步计算结果表明,我们所提出的集合卷积神经网络(ECNN)通过实现0.935的F1得分优于传统的基于CNN的方法,而另外三个CNN,如CNN1,CNN2和CNN3接近的方法,则获得0.92,0.90,和0.912 F1分别分别分别进行评分。
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同时对象识别和姿势估计是机器人安全与人类和环境安全相互作用的两个关键功能。尽管对象识别和姿势估计都使用视觉输入,但大多数最先进的问题将它们作为两个独立的问题解决,因为前者需要视图不变的表示,而对象姿势估计需要一个与观点有关的描述。如今,多视图卷积神经网络(MVCNN)方法显示出最新的分类性能。尽管已广泛探索了MVCNN对象识别,但对多视图对象构成估计方法的研究很少,而同时解决这两个问题的研究更少。 MVCNN方法中虚拟摄像机的姿势通常是预先定义的,从而绑定了这种方法的应用。在本文中,我们提出了一种能够同时处理对象识别和姿势估计的方法。特别是,我们开发了一个深度的对象不合时宜的熵估计模型,能够预测给定3D对象的最佳观点。然后将对象的视图馈送到网络中,以同时预测目标对象的姿势和类别标签。实验结果表明,从此类位置获得的观点足以达到良好的精度得分。此外,我们设计了现实生活中的饮料场景,以证明拟议方法在真正的机器人任务中的运作效果如何。代码可在线获得:github.com/subhadityamukherjee/more_mvcnn
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认识人类所采取的行动以及对他们的意图的预期是重要的推动力,可以在人类机器人团队中产生社交和成功的合作。同时,机器人应具有由协作任务或人类引起的多种目标和约束的能力。在这方面,我们提出了视力技术来执行人类的行动识别和图像分类,这些技术被整合到增强的层次二次编程(AHQP)方案中,以层次优化机器人的反应性行为和人类的人体工程学。所提出的框架允许执行任务时,可以直观地在空间中命令机器人。该实验证实了人体工程学和可用性的增加,这是减少肌肉骨骼疾病并增加自动化信任的基本参数。
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Handwriting Recognition has been a field of great interest in the Artificial Intelligence domain. Due to its broad use cases in real life, research has been conducted widely on it. Prominent work has been done in this field focusing mainly on Latin characters. However, the domain of Arabic handwritten character recognition is still relatively unexplored. The inherent cursive nature of the Arabic characters and variations in writing styles across individuals makes the task even more challenging. We identified some probable reasons behind this and proposed a lightweight Convolutional Neural Network-based architecture for recognizing Arabic characters and digits. The proposed pipeline consists of a total of 18 layers containing four layers each for convolution, pooling, batch normalization, dropout, and finally one Global average pooling and a Dense layer. Furthermore, we thoroughly investigated the different choices of hyperparameters such as the choice of the optimizer, kernel initializer, activation function, etc. Evaluating the proposed architecture on the publicly available 'Arabic Handwritten Character Dataset (AHCD)' and 'Modified Arabic handwritten digits Database (MadBase)' datasets, the proposed model respectively achieved an accuracy of 96.93% and 99.35% which is comparable to the state-of-the-art and makes it a suitable solution for real-life end-level applications.
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在多模式的行动识别中,重要的是,不仅要考虑不同方式的互补性,而且考虑全球动作内容。在本文中,我们提出了一个名为Modital Mixer(M-Mixer)网络的新颖网络,以利用跨模态和动作的时间上下文的互补信息进行多模式动作识别。我们还引入了一个简单而有效的复发单元,称为多模式上下文化单元(MCU),该单元(MCU)是M-Mixer的核心组成部分。我们的MCU在时间上编码具有其他模态的动作内容特征(例如Depth,ir)的动作内容特征。该过程鼓励M-Mixer利用全球行动内容,并补充其他模式的互补信息。结果,我们提出的方法优于NTU RGB+D 60,NTU RGB+D 120和NW-UCLA数据集的最先进方法。此外,我们通过进行全面的消融研究来证明M混合物的有效性。
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小行星主带通过平均动力和世俗共振的网络越过,这在小行星和行星的基本频率之间具有相当性时发生。传统上,这些对象是通过视觉检查其共鸣论点的时间演变来识别的,它们是小行星和扰动星球的轨道元素的结合。由于在某些情况下,受这些共振影响的小行星人口是数千个的顺序,因此对于人类观察者来说,这已成为一项纳税任务。最近的作品使用卷积神经网络(CNN)模型自动执行此类任务。在这项工作中,我们将此类模型的结果与一些最先进和可公开的CNN体​​系结构(如VGG,Inception和Resnet)进行了比较。首先使用验证集和一系列正规化技术(例如数据扩展,辍学和批处理标准)进行测试和优化此类模型的性能。然后使用三个最佳模型来预测包含数千张图像的较大测试数据库的标签。事实证明,有和没有正规化的VGG模型是预测大型数据集标签的最有效方法。由于Vera C. Rubin天文台在未来几年内可能会发现多达四百万个新的小行星,因此这些模型的使用可能会非常有价值,以识别共鸣的次要人群。
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在大多数领域,从人工智能和游戏到人类计算机互动(HCI)和心理学,面部表情识别是一个重要的研究主题。本文提出了一个用于面部表达识别的混合模型,该模型包括深度卷积神经网络(DCNN)和HAAR级联深度学习体系结构。目的是将实时和数字面部图像分类为所考虑的七个面部情感类别之一。这项研究中使用的DCNN具有更多的卷积层,恢复激活功能以及多个内核,以增强滤波深度和面部特征提取。此外,HAAR级联模型还相互用于检测实时图像和视频帧中的面部特征。来自Kaggle存储库(FER-2013)的灰度图像,然后利用图形处理单元(GPU)计算以加快培训和验证过程。预处理和数据增强技术用于提高培训效率和分类性能。实验结果表明,与最先进的实验和研究相比,分类性能有了显着改善的分类性能。同样,与其他常规模型相比,本文验证了所提出的体系结构在分类性能方面表现出色,提高了6%,总计高达70%的精度,并且执行时间较小,为2098.8S。
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手写角色识别一直是模式识别和人工智能领域中的研究中心和基准问题,它仍然是一个充满挑战的研究主题。由于其庞大的应用程序,该领域的许多工作都集中在不同的语言上。阿拉伯语是一种多元化的语言,具有大量的研究范围,并带来了潜在的挑战。本文提出了一种用于识别阿拉伯语手写数字的卷积神经网络模型,该论文的数据集受到各种增强的约束,以增加深度学习方法所需的鲁棒性。提出的方法通过辍学的正则化来授权,以消除数据过度拟合的问题。此外,在激活函数中引入了合适的变化,以克服消失梯度的问题。通过这些修改,所提出的系统的精度为99.4 \%,其性能比数据集上的每项工作都更好。
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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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我们为环境辅助生活(AAL)提出了一种新型的多模式传感器融合方法,该方法利用了使用特权信息(LUPI)学习的优势。我们解决了标准多模式方法的两个主要缺点,有限的面积覆盖率和降低的可靠性。我们的新框架将模幻幻觉的概念与三胞胎学习融合在一起,以训练具有不同模态的模型,以在推理时处理缺失的传感器。我们使用RGB视频和骨骼作为特权模式评估了来自可穿戴加速度计设备的惯性数据的拟议模型,并在UTD-MHAD数据集中表现出平均6.6%的准确性,平均为5.5%,伯克利MHAD MHAD DATASET的准确性为5.5%,在这些数据集上达到新的最新唯一分类精度。我们通过几项消融研究来验证我们的框架。
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