超声检查广泛用于甲状腺结节(良性/恶性)的临床诊断。但是,准确性在很大程度上取决于放射科医生的经验。尽管已经研究了甲状腺结节识别的深度学习技术。当前的解决方案主要基于静态超声图像,其时间信息有限,并且与临床诊断不一致。本文提出了一种通过详尽的超声视频和钥匙框架进行详尽的探索来自动识别甲状腺结节的新方法。我们首先提出一个检测 - 定位框架,以自动识别每个超声视频中典型结节的临床密钥框架。根据本地化的键框架,我们为甲状腺结节识别开发了一个钥匙框引导的视频分类模型。此外,我们引入了运动注意模块,以帮助网络关注超声视频中的重要帧,这与临床诊断一致。拟议的甲状腺结节识别框架已在临床收集的超声视频上进行了验证,与其他最先进的方法相比,表现出卓越的性能。
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To balance the annotation labor and the granularity of supervision, single-frame annotation has been introduced in temporal action localization. It provides a rough temporal location for an action but implicitly overstates the supervision from the annotated-frame during training, leading to the confusion between actions and backgrounds, i.e., action incompleteness and background false positives. To tackle the two challenges, in this work, we present the Snippet Classification model and the Dilation-Erosion module. In the Dilation-Erosion module, we expand the potential action segments with a loose criterion to alleviate the problem of action incompleteness and then remove the background from the potential action segments to alleviate the problem of action incompleteness. Relying on the single-frame annotation and the output of the snippet classification, the Dilation-Erosion module mines pseudo snippet-level ground-truth, hard backgrounds and evident backgrounds, which in turn further trains the Snippet Classification model. It forms a cyclic dependency. Furthermore, we propose a new embedding loss to aggregate the features of action instances with the same label and separate the features of actions from backgrounds. Experiments on THUMOS14 and ActivityNet 1.2 validate the effectiveness of the proposed method. Code has been made publicly available (https://github.com/LingJun123/single-frame-TAL).
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已经发现,旨在在未修剪视频的开始和终点范围内发现的时间动作实例的时间动作提案生成可以在很大程度上受益于适当的时间和语义上下文的剥削。最新的努力致力于通过自我发项模块来考虑基于时间的环境和基于相似性的语义上下文。但是,他们仍然遭受混乱的背景信息和有限的上下文特征学习的困扰。在本文中,我们提出了一个基于金字塔区域的新型插槽注意(PRSLOT)模块来解决这些问题。我们的PRSLOT模块不使用相似性计算,而是直接以编码器方式来学习本地关系,并基于注意力输入功能(称为\ textit {slot}}的注意力输入功能,生成了局部区域的表示。具体而言,在输入段级级别上,PRSLOT模块将目标段作为\ textIt {query},其周围区域为\ textit {key},然后通过聚集每个\ textit {query-key}插槽来生成插槽表示。具有平行金字塔策略的本地摘要上下文。基于PRSLOT模块,我们提出了一种基于金字塔区域的新型插槽注意网络,称为PRSA-NET,以学习具有丰富的时间和语义上下文的统一视觉表示,以获得更好的建议生成。广泛的实验是在两个广泛采用的Thumos14和ActivityNet-1.3基准上进行的。我们的PRSA-NET优于其他最先进的方法。特别是,我们将AR@100从以前的最佳50.67%提高到56.12%,以生成提案,并在0.5 TIOU下将地图从51.9 \%\%提高到58.7 \%\%\%\%\%,以在Thumos14上进行动作检测。 \ textit {代码可在} \ url {https://github.com/handhand123/prsa-net}中获得
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帕金森氏病(PD)是一种进行性神经退行性疾病,导致各种运动功能障碍症状,包括震颤,胸肌,僵硬和姿势不稳定。 PD的诊断主要取决于临床经验,而不是确定的医学测试,诊断准确性仅为73-84%,因为它受到不同医学专家的主观意见或经验的挑战。因此,有效且可解释的自动PD诊断系统对于支持更强大的诊断决策的临床医生很有价值。为此,我们建议对帕金森的震颤进行分类,因为它是PD的最主要症状之一,具有强烈的普遍性。与其他计算机辅助时间和资源消耗的帕金森震颤(PT)分类系统不同,我们提出了SPAPNET,该系统仅需要消费者级的非侵入性视频记录人类面向摄像机的动作作为输入,以提供无诊断低成本分类的患者作为PD警告标志。我们首次提议使用带有轻质金字塔通道 - 融合式结构的新型注意模块来提取相关的PT信息并有效地过滤噪声。这种设计有助于提高分类性能和系统的解释性。实验结果表明,我们的系统在将PT与非PT类别分类中的平衡精度达到90.9%和90.6%的F1得分来胜过最先进的。
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自动外科阶段识别在机器人辅助手术中起着重要作用。现有方法忽略了一个关键问题,即外科阶段应该通过学习段级语义来分类,而不是仅仅依赖于框架明智的信息。在本文中,我们提出了一种段 - 细分分层一致性网络(SAHC),用于来自视频的外科阶段识别。关键的想法是提取分层高级语义 - 一致的段,并使用它们来优化由暧昧帧引起的错误预测。为实现它,我们设计一个时间分层网络以生成分层高级段。然后,我们引入分层段帧注意力(SFA)模块,以捕获低级帧和高级段之间的关系。通过通过一致性损耗来规则地规范帧及其对应段的预测,网络可以生成语义 - 一致的段,然后纠正由模糊的低级帧引起的错误分类预测。我们在两个公共外科视频数据集上验证SAHC,即M2CAI16挑战数据集和CholeC80数据集。实验结果表明,我们的方法优于以前的最先进的余量,显着达到M2Cai16的4.1%。代码将在验收时在Github发布。
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有效地对视频中的空间信息进行建模对于动作识别至关重要。为了实现这一目标,最先进的方法通常采用卷积操作员和密集的相互作用模块,例如非本地块。但是,这些方法无法准确地符合视频中的各种事件。一方面,采用的卷积是有固定尺度的,因此在各种尺度的事件中挣扎。另一方面,密集的相互作用建模范式仅在动作 - 欧元零件时实现次优性能,给最终预测带来了其他噪音。在本文中,我们提出了一个统一的动作识别框架,以通过引入以下设计来研究视频内容的动态性质。首先,在提取本地提示时,我们会生成动态尺度的时空内核,以适应各种事件。其次,为了将这些线索准确地汇总为全局视频表示形式,我们建议仅通过变压器在一些选定的前景对象之间进行交互,从而产生稀疏的范式。我们将提出的框架称为事件自适应网络(EAN),因为这两个关键设计都适应输入视频内容。为了利用本地细分市场内的短期运动,我们提出了一种新颖有效的潜在运动代码(LMC)模块,进一步改善了框架的性能。在几个大规模视频数据集上进行了广泛的实验,例如,某种东西,动力学和潜水48,验证了我们的模型是否在低拖鞋上实现了最先进或竞争性的表演。代码可在:https://github.com/tianyuan168326/ean-pytorch中找到。
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We address temporal action localization in untrimmed long videos. This is important because videos in real applications are usually unconstrained and contain multiple action instances plus video content of background scenes or other activities. To address this challenging issue, we exploit the effectiveness of deep networks in temporal action localization via three segment-based 3D ConvNets: (1) a proposal network identifies candidate segments in a long video that may contain actions; (2) a classification network learns one-vs-all action classification model to serve as initialization for the localization network; and (3) a localization network fine-tunes the learned classification network to localize each action instance. We propose a novel loss function for the localization network to explicitly consider temporal overlap and achieve high temporal localization accuracy. In the end, only the proposal network and the localization network are used during prediction. On two largescale benchmarks, our approach achieves significantly superior performances compared with other state-of-the-art systems: mAP increases from 1.7% to 7.4% on MEXaction2 and increases from 15.0% to 19.0% on THUMOS 2014.
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很少有动作识别旨在仅使用几个样本(支持)识别新颖的动作类(查询)。当前的大多数方法遵循公制学习范式,该范式学会比较视频之间的相似性。最近,已经观察到,直接测量这种相似性并不理想,因为不同的动作实例可能显示出独特的时间分布,从而导致查询和支持视频中严重的未对准问题。在本文中,我们从两个不同的方面释放了这个问题 - 行动持续时间的错位和动作演化错位。我们通过两阶段的动作对准网络(TA2N)顺序解决它们。第一阶段通过学习暂时的仿射变换来定位动作,该变换扭曲了每个视频功能的动作持续时间,同时否定了动作 - 欧元的功能(例如背景)。接下来,第二阶段协调查询功能通过执行时间重排和空间抵消预测来匹配支撑的时空动作演变。基准数据集上的广泛实验显示了该方法在实现最新性能方面的潜力,以获得几次动作识别。
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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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Detection Transformer (DETR) and Deformable DETR have been proposed to eliminate the need for many hand-designed components in object detection while demonstrating good performance as previous complex hand-crafted detectors. However, their performance on Video Object Detection (VOD) has not been well explored. In this paper, we present TransVOD, the first end-to-end video object detection system based on spatial-temporal Transformer architectures. The first goal of this paper is to streamline the pipeline of VOD, effectively removing the need for many hand-crafted components for feature aggregation, e.g., optical flow model, relation networks. Besides, benefited from the object query design in DETR, our method does not need complicated post-processing methods such as Seq-NMS. In particular, we present a temporal Transformer to aggregate both the spatial object queries and the feature memories of each frame. Our temporal transformer consists of two components: Temporal Query Encoder (TQE) to fuse object queries, and Temporal Deformable Transformer Decoder (TDTD) to obtain current frame detection results. These designs boost the strong baseline deformable DETR by a significant margin (2 %-4 % mAP) on the ImageNet VID dataset. TransVOD yields comparable performances on the benchmark of ImageNet VID. Then, we present two improved versions of TransVOD including TransVOD++ and TransVOD Lite. The former fuses object-level information into object query via dynamic convolution while the latter models the entire video clips as the output to speed up the inference time. We give detailed analysis of all three models in the experiment part. In particular, our proposed TransVOD++ sets a new state-of-the-art record in terms of accuracy on ImageNet VID with 90.0 % mAP. Our proposed TransVOD Lite also achieves the best speed and accuracy trade-off with 83.7 % mAP while running at around 30 FPS on a single V100 GPU device. Code and models will be available for further research.
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半监督视频对象分割(VOS)的任务已经大大提升,最先进的性能是通过密集的基于匹配的方法进行的。最近的方法利用时空存储器(STM)网络并学习从所有可用源检索相关信息,其中使用对象掩模的过去帧形成外部存储器,并且使用存储器中的掩码信息分段为查询作为查询的当前帧进行分割。然而,当形成存储器并执行匹配时,这些方法仅在忽略运动信息的同时利用外观信息。在本文中,我们倡导\ emph {motion信息}的返回,并提出了一个用于半监督VOS的运动不确定性感知框架(MUMET)。首先,我们提出了一种隐含的方法来学习相邻帧之间的空间对应,构建相关成本卷。在构建密集的对应期间处理遮挡和纹理区域的挑战性案例,我们将不确定性纳入密集匹配并实现运动不确定性感知特征表示。其次,我们介绍了运动感知的空间注意模块,以有效地融合了语义特征的运动功能。关于具有挑战性的基准的综合实验表明,\ TextBF {\ Textit {使用少量数据并将其与强大的动作信息组合可以带来显着的性能Boost}}。我们只使用Davis17达到$ \ Mathcal {} $培训{76.5 \%} $ \ mathcal {f} $培训,这显着优于低数据协议下的\ texit {sota}方法。 \ textit {代码将被释放。}
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超声检查中的乳腺病变检测对于乳腺癌诊断至关重要。现有方法主要依赖于单独的2D超声图像或组合未标记的视频和标记为2D图像以训练模型以进行乳腺病变检测。在本文中,我们首先收集并注释一个超声视频数据集(188个视频),以进行乳腺病变检测。此外,我们通过汇总视频级别的病变分类功能和剪辑级的时间功能来解决超声视频中乳房病变检测的解决剪辑级和视频级特征聚合网络(CVA-NET)。剪辑级的时间功能特征编码有序视频框架的本地时间信息和洗牌视频帧的全局时间信息。在我们的CVA-NET中,设计了一个Inter-Video融合模块,以融合原始视频框架的本地功能以及从洗牌视频帧中的全局功能,并设计了一个内部视频融合模块,以学习相邻视频框架之间的时间信息。此外,我们学习视频水平功能,以将原始视频的乳房病变分类为良性或恶性病变,以进一步增强超声视频中最终的乳房病变检测性能。我们注释数据集的实验结果表明,我们的CVA-NET显然优于最先进的方法。相应的代码和数据集可在\ url {https://github.com/jhl-det/cva-net}上公开获得。
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基于无人机(UAV)基于无人机的视觉对象跟踪已实现了广泛的应用,并且由于其多功能性和有效性而引起了智能运输系统领域的越来越多的关注。作为深度学习革命性趋势的新兴力量,暹罗网络在基于无人机的对象跟踪中闪耀,其准确性,稳健性和速度有希望的平衡。由于开发了嵌入式处理器和深度神经网络的逐步优化,暹罗跟踪器获得了广泛的研究并实现了与无人机的初步组合。但是,由于无人机在板载计算资源和复杂的现实情况下,暹罗网络的空中跟踪仍然在许多方面都面临严重的障碍。为了进一步探索基于无人机的跟踪中暹罗网络的部署,这项工作对前沿暹罗跟踪器进行了全面的审查,以及使用典型的无人机板载处理器进行评估的详尽无人用分析。然后,进行板载测试以验证代表性暹罗跟踪器在现实世界无人机部署中的可行性和功效。此外,为了更好地促进跟踪社区的发展,这项工作分析了现有的暹罗跟踪器的局限性,并进行了以低弹片评估表示的其他实验。最后,深入讨论了基于无人机的智能运输系统的暹罗跟踪的前景。领先的暹罗跟踪器的统一框架,即代码库及其实验评估的结果,请访问https://github.com/vision4robotics/siamesetracking4uav。
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机器学习和非接触传感器的进步使您能够在医疗保健环境中理解复杂的人类行为。特别是,已经引入了几种深度学习系统,以实现对自闭症谱系障碍(ASD)等神经发展状况的全面分析。这种情况会影响儿童的早期发育阶段,并且诊断完全依赖于观察孩子的行为和检测行为提示。但是,诊断过程是耗时的,因为它需要长期的行为观察以及专家的稀缺性。我们展示了基于区域的计算机视觉系统的效果,以帮助临床医生和父母分析孩子的行为。为此,我们采用并增强了一个数据集,用于使用在不受控制的环境中捕获的儿童的视频来分析自闭症相关的动作(例如,在各种环境中使用消费级摄像机收集的视频)。通过检测视频中的目标儿童以减少背景噪声的影响,可以预处理数据。在时间卷积模型的有效性的推动下,我们提出了能够从视频帧中提取动作功能并通过分析视频中的框架之间的关系来从视频帧中提取动作功能并分类与自闭症相关的行为。通过对功能提取和学习策略的广泛评估,我们证明了通过膨胀的3D Convnet和多阶段的时间卷积网络实现最佳性能,达到了0.83加权的F1得分,以分类三种自闭症相关的动作,超越表现优于表现现有方法。我们还通过在同一系统中采用ESNET主链来提出一个轻重量解决方案,实现0.71加权F1得分的竞争结果,并在嵌入式系统上实现潜在的部署。
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360 {\ TextDegree}视频的盲目视觉质量评估(BVQA)在优化沉浸式多媒体系统中起着关键作用。在评估360 {\ TextDegree}视频的质量时,人类倾向于从每个球形帧的基于视口的空间失真来识别其在相邻帧中的运动伪影,以视频级质量分数为止,即渐进性质量评估范式。然而,现有的BVQA方法对于360 {\ TextDegree}视频忽略了这条范式。在本文中,我们考虑了人类对球面视频质量的逐步范例,因此提出了一种新颖的BVQA方法(即ProvQA),通过逐步学习从像素,帧和视频中逐步学习。对应于像素,帧和视频的渐进学习,三个子网被设计为我们的PROPQA方法,即球形感知感知质量预测(SPAQ),运动感知感知质量预测(MPAQ)和多帧时间非本地(MFTN)子网。 SPAQ子网首先模拟基于人的球面感知机制的空间质量下降。然后,通过跨越相邻帧的运动提示,MPAQ子网适当地结合了在360 {\ TextDegree}视频上的质量评估的运动上下文信息。最后,MFTN子网聚集多帧质量劣化,通过探索来自多个帧的长期质量相关性来产生最终质量分数。实验验证了我们的方法在两个数据集中的360 {\ TextDegree}视频上显着提高了最先进的BVQA性能,该代码是公共\ url {https://github.com/yanglixiaoshen/的代码Provqa。}
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基于自我注意力的变压器模型已显示出令人印象深刻的图像分类和对象检测结果,并且最近用于视频理解。受此成功的启发,我们研究了变压器网络在视频中的时间动作本地化的应用。为此,我们提出了ActionFormer,这是一个简单而强大的模型,可在不使用动作建议或依靠预定义的锚点窗口中识别其及时识别其类别并识别其类别。 ActionFormer将多尺度特征表示与局部自我发作相结合,并使用轻加权解码器对每个时刻进行分类并估算相应的动作边界。我们表明,这种精心策划的设计会在先前的工作中进行重大改进。如果没有铃铛和口哨声,ActionFormer在Thumos14上的TIOU = 0.5的地图达到了71.0%的地图,表现优于最佳先前模型的绝对百分比14.1。此外,ActionFormer在ActivityNet 1.3(平均地图36.6%)和Epic-Kitchens 100(+先前工作的平均地图+13.5%)上显示出很强的结果。我们的代码可从http://github.com/happyharrycn/actionformer_release获得。
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基于文本的视频细分旨在通过用文本查询指定演员及其表演动作来细分视频序列中的演员。由于\ emph {emph {语义不对称}的问题,以前的方法无法根据演员及其动作以细粒度的方式将视频内容与文本查询对齐。 \ emph {语义不对称}意味着在多模式融合过程中包含不同量的语义信息。为了减轻这个问题,我们提出了一个新颖的演员和动作模块化网络,该网络将演员及其动作分别定位在两个单独的模块中。具体来说,我们首先从视频和文本查询中学习与参与者相关的内容,然后以对称方式匹配它们以定位目标管。目标管包含所需的参与者和动作,然后将其送入完全卷积的网络,以预测演员的分割掩模。我们的方法还建立了对象的关联,使其与所提出的时间建议聚合机制交叉多个框架。这使我们的方法能够有效地细分视频并保持预测的时间一致性。整个模型允许联合学习参与者的匹配和细分,并在A2D句子和J-HMDB句子数据集上实现单帧细分和完整视频细分的最新性能。
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手卫生是世界卫生组织(WHO)提出的标准六步洗手行动。但是,没有很好的方法来监督医务人员进行手卫生,这带来了疾病传播的潜在风险。在这项工作中,我们提出了一项新的计算机视觉任务,称为手动卫生评估,以为医务人员提供手动卫生的明智监督。现有的行动评估工作通常在整个视频上做出总体质量预测。但是,手动卫生作用的内部结构在手工卫生评估中很重要。因此,我们提出了一个新颖的细粒学习框架,以联合方式进行步骤分割和关键动作得分手,以进行准确的手部卫生评估。现有的时间分割方法通常采用多阶段卷积网络来改善分割的鲁棒性,但由于缺乏远距离依赖性,因此很容易导致过度分割。为了解决此问题,我们设计了一个多阶段卷积转换器网络,以进行步骤细分。基于这样的观察,每个手洗步骤都涉及确定手洗质量的几个关键动作,我们设计了一组关键的动作得分手,以评估每个步骤中关键动作的质量。此外,在手工卫生评估中缺乏统一的数据集。因此,在医务人员的监督下,我们贡献了一个视频数据集,其中包含300个带有细粒注释的视频序列。数据集上的广泛实验表明,我们的方法很好地评估了手动卫生视频并取得了出色的性能。
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视频对象检测一直是计算机视觉中一个重要但充满挑战的话题。传统方法主要集中于设计图像级或框级特征传播策略以利用时间信息。本文认为,通过更有效,更有效的功能传播框架,视频对象探测器可以在准确性和速度方面提高。为此,本文研究了对象级特征传播,并提出了一个针对高性能视频对象检测的对象查询传播(QueryProp)框架。所提出的查询Prop包含两个传播策略:1)查询传播是从稀疏的钥匙帧到密集的非钥匙框架执行的,以减少非钥匙帧的冗余计算; 2)查询传播是从以前的关键帧到当前关键框架进行的,以通过时间上下文建模来改善特征表示。为了进一步促进查询传播,自适应传播门旨在实现灵活的钥匙框架选择。我们在Imagenet VID数据集上进行了广泛的实验。 QueryProp通过最先进的方法实现了可比的精度,并实现了不错的精度/速度权衡。代码可在https://github.com/hf1995/queryprop上获得。
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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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