在许多应用中,人类互动识别非常重要。识别相互作用的一种关键提示是交互式部位。在这项工作中,我们提出了一个新型的交互图形变压器(Igformer)网络,以通过将交互式身体部位建模为图形,以用于基于骨架的交互识别。更具体地说,所提出的Igformer根据交互式身体部位之间的语义和距离相关性构造了相互作用图,并通过基于学习的图来汇总交互式身体部位的信息来增强每个人的表示。此外,我们提出了一个语义分区模块,以将每个人类骨架序列转换为一个身体零件序列,以更好地捕获用于学习图形的骨骼序列的空间和时间信息。在三个基准数据集上进行的广泛实验表明,我们的模型的表现优于最先进的利润率。
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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在基于骨架的动作识别中,图形卷积网络将人类骨骼关节模拟为顶点,并通过邻接矩阵将其连接起来,可以将其视为局部注意力掩码。但是,在大多数现有的图形卷积网络中,局部注意力面膜是根据人类骨架关节的自然连接来定义的,而忽略了例如头部,手和脚关节之间的动态关系。此外,注意机制已被证明在自然语言处理和图像描述中有效,在现有方法中很少研究。在这项工作中,我们提出了一个新的自适应空间注意层,该层将局部注意力图扩展到基于相对距离和相对角度信息的全局。此外,我们设计了一个连接头部,手脚的新初始图邻接矩阵,该矩阵在动作识别精度方面显示出可见的改进。在日常生活中人类活动领域的两个大规模且挑战性的数据集上,评估了该模型:NTU-RGB+D和动力学骨架。结果表明,我们的模型在两个数据集上都有很强的性能。
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图表卷积网络(GCNS)已成为基于骨架的动作识别的主要方法。然而,它们仍然遭受两个问题,即邻域约束和纠缠的时空特征表示。大多数研究侧重于改善图形拓扑的设计,以解决第一个问题,但他们尚未充分探索后者。在这项工作中,我们设计了一个解开的时空变压器(DSTT)块,以克服GCN的上述限制三个步骤:(i)脱离时尚分解的分离;(ii)用于捕获全球背景下的相关性的全球时空注意; (iii)利用更多本地信息的本地信息增强。在其上,我们提出了一种名为分层图卷积件骨架变压器(HGCT)的新型架构,用于采用GCN(即,本地拓扑,时间动态和层级)和变压器的互补优势(即,全球背景和动态注意)。 HGCT轻量级和计算效率。定量分析证明了HGCT的优越性和良好的解释性。
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Dynamics of human body skeletons convey significant information for human action recognition. Conventional approaches for modeling skeletons usually rely on hand-crafted parts or traversal rules, thus resulting in limited expressive power and difficulties of generalization. In this work, we propose a novel model of dynamic skeletons called Spatial-Temporal Graph Convolutional Networks (ST-GCN), which moves beyond the limitations of previous methods by automatically learning both the spatial and temporal patterns from data. This formulation not only leads to greater expressive power but also stronger generalization capability. On two large datasets, Kinetics and NTU-RGBD, it achieves substantial improvements over mainstream methods.
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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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随着姿势估计和图形卷积网络的进步,基于骨架的两人互动识别一直在越来越多的关注。尽管准确性逐渐提高,但计算复杂性的提高使其在现实环境中更不切实际。由于常规方法不能完全代表体内关节之间的关系,因此仍然存在准确性改善的空间。在本文中,我们提出了一个轻巧的模型,以准确识别两人的交互。除了结合了中间融合的体系结构外,我们还引入了一种分解卷积技术,以减少模型的重量参数。我们还引入了一个网络流,该网络说明体内关节之间的相对距离变化以提高准确性。使用两个大规模数据集NTU RGB+D 60和120的实验表明,与常规方法相比,我们的方法同时达到了最高准确性和相对较低的计算复杂性。
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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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基于骨架的人类行动识别是由于其复杂的动态而是一项长期挑战。动态的一些细颗粒细节在分类中起着至关重要的作用。现有的工作主要集中在设计带有更复杂的相邻矩阵的增量神经网络上,以捕获关节关系的细节。但是,他们仍然很难区分具有广泛相似运动模式但属于不同类别的动作。有趣的是,我们发现运动模式上的细微差异可以显着放大,并且可以轻松地通过指定的视图方向来区分观众,在这些方向上,该属性以前从未得到充分探索。与以前的工作截然不同,我们通过提出一种概念上简单而有效的多视图策略来提高性能,该策略从一系列动态视图功能中识别动作。具体而言,我们设计了一个新颖的骨骼锚定建议(SAP)模块,该模块包含一个多头结构来学习一组视图。为了学习不同观点的特征学习,我们引入了一个新的角度表示,以在不同视图下的动作转换并将转换归因于基线模型。我们的模块可以与现有的动作分类模型无缝合作。与基线模型合并,我们的SAP模块在许多具有挑战性的基准上展示了明显的性能增长。此外,全面的实验表明,我们的模型始终击败了最新的实验,并且在处理损坏的数据时保持有效和健壮。相关代码将在https://github.com/ideal-idea/sap上提供。
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估计单眼视频的3D人类姿势是由于深度模糊和自动阻塞的具有挑战性的任务。大多数现有的作品试图通过利用空间和时间关系来解决这两个问题。然而,这些作品忽略了它是存在多种可行解决方案(即假设)的逆问题。为了减轻这种限制,我们提出了一种多假设变压器(MHFormer),其学习多个合理的姿势假设的时空表示。为了有效地模拟多假设依赖性并构建跨假设特征的强烈关系,任务分解为三个阶段:(i)生成多个初始假设表示; (ii)模型自立通信,将多个假设合并到单个融合表示中,然后将其分组成几个分歧假设; (iii)学习横向假设通信并汇总多假设特征以合成最终的3D姿势。通过上述过程,最终表示增强,合成的姿势更准确。广泛的实验表明,MHFORMER在两个具有挑战性的数据集上实现最先进的结果:Humanet3.6M和MPI-INF-3DHP。没有钟声和吹口哨,其性能超过了以人3.6M的大幅度为3%的最佳结果。代码和模型可在https://github.com/vegetebird/mhformer中找到。
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尽管来自视频的3D人类姿势估算的巨大进展,但是充分利用冗余2D姿势序列来学习用于生成一个3D姿势的代表表示的开放问题。为此,我们提出了一种改进的基于变压器的架构,称为冲压变压器,简单地有效地将长期的2D联合位置升高到单个3D姿势。具体地,采用Vanilla变压器编码器(VTE)来模拟2D姿势序列的远程依赖性。为了减少序列的冗余,vte的前馈网络中的完全连接的层被冲击卷积替换,以逐步缩小序列长度并从本地上下文聚合信息。修改的VTE称为STRIVEIVERCHER ENCODER(STE),其构建在VTE的输出时。 STE不仅有效地将远程信息聚集到分层全球和本地时尚的单载体表示,而且显着降低了计算成本。此外,全序列和单个目标帧尺度都设计了全序,分别适用于VTE和ST的输出。该方案与单个目标帧监督结合施加额外的时间平滑度约束,因此有助于产生更平滑和更准确的3D姿势。所提出的轮廓变压器在两个具有挑战性的基准数据集,Human3.6M和HumanVa-I中进行评估,并通过更少的参数实现最先进的结果。代码和模型可用于\ url {https://github.com/vegetebird/stridedtransformer-pose3d}。
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