卷积神经网络（CNN）被认为是视觉识别的首选模型。最近，基于多头自我注意力（MSA）或多层感知器（MLP）的无卷积网络变得越来越流行。然而，由于视频数据的差异和复杂性，利用这些新染色的网络进行视频识别并不是微不足道的。在本文中，我们提出了MLP-3D Networks，这是一种新颖的MLP型3D体系结构，用于视频识别。具体而言，该体系结构由MLP-3D块组成，其中每个块包含一个跨令牌施加的一个MLP（即令牌混合MLP），一个MLP独立地应用于每个令牌（即通道MLP）。通过得出新型的分组时间混合（GTM）操作，我们将基本令牌混合MLP配备了时间建模的能力。 GTM将输入令牌分为几个时间组，并用共享投影矩阵线性地映射每个组中的令牌。此外，我们通过不同的分组策略设计了几种GTM的变体，并通过贪婪的体系结构搜索在MLP-3D网络的不同块中组成每个变体。在不依赖卷积或注意机制的情况下，我们的MLP-3D网络分别获得68.5 \％/81.4 \％\％TOP-1的准确性，分别在某些V2和Kinetics-400数据集上。尽管计算较少，但结果与最新通用的3D CNN和视频变压器相当。源代码可从https://github.com/zhaofanqiu/mlp-3d获得。

基于变压器的方法最近在基于2D图像的视力任务上取得了巨大进步。但是，对于基于3D视频的任务，例如动作识别，直接将时空变压器应用于视频数据将带来沉重的计算和记忆负担，因为斑块的数量大大增加以及自我注意计算的二次复杂性。如何对视频数据的3D自我注意力进行有效地建模，这对于变压器来说是一个巨大的挑战。在本文中，我们提出了一种时间贴片移动（TPS）方法，用于在变压器中有效的3D自发明建模，以进行基于视频的动作识别。 TPS在时间尺寸中以特定的镶嵌图模式移动斑块的一部分，从而将香草的空间自我发项操作转换为时空的一部分，几乎没有额外的成本。结果，我们可以使用几乎相同的计算和记忆成本来计算3D自我注意力。 TPS是一个插件模块，可以插入现有的2D变压器模型中，以增强时空特征学习。提出的方法可以通过最先进的V1和V1，潜水-48和Kinetics400实现竞争性能，同时在计算和内存成本方面效率更高。 TPS的源代码可在https://github.com/martinxm/tps上找到。

视频变压器在主要视频识别基准上取得了令人印象深刻的结果，但它们遭受了高计算成本。在本文中，我们呈现Stts，一个令牌选择框架，动态地在输入视频样本上调节的时间和空间尺寸的几个信息令牌。具体而言，我们将令牌选择作为一个排名问题，估计每个令牌通过轻量级选择网络的重要性，并且只有顶级分数的人将用于下游评估。在时间维度中，我们将最相关的帧保持对识别作用类别的帧，而在空间维度中，我们确定特征映射中最辨别的区域，而不会影响大多数视频变换器中以分层方式使用的空间上下文。由于令牌选择的决定是不可差异的，因此我们采用了一个扰动最大的可分辨率Top-K运算符，用于最终培训。我们对动力学-400进行广泛的实验，最近推出的视频变压器骨架MVIT。我们的框架实现了类似的结果，同时需要计算20％。我们还表明我们的方法与其他变压器架构兼容。

自2020年推出以来，Vision Transformers（VIT）一直在稳步打破许多视觉任务的记录，通常被描述为``全部'''替换Convnet。而且对于嵌入式设备不友好。此外，最近的研究表明，标准的转话如果经过重新设计和培训，可以在准确性和可伸缩性方面与VIT竞争。在本文中，我们采用Convnet的现代化结构来设计一种新的骨干，以采取行动，以采取行动特别是我们的主要目标是为工业产品部署服务，例如仅支持标准操作的FPGA董事会。因此，我们的网络仅由2D卷积组成，而无需使用任何3D卷积，远程注意插件或变压器块。在接受较少的时期（5x-10x）训练时，我们的骨干线超过了（2+1）D和3D卷积的方法，并获得可比的结果s在两个基准数据集上具有vit。

由于具有高复杂性和训练方案的各种选项，最佳地学习3D卷积神经网络（3D COUNCNET）并不重要。最常见的手工调整过程从使用短视频剪辑开始学习3D扫描，然后使用冗长的剪辑学习长期时间依赖性，同时逐渐将学习率衰减到低至低于低的学习率随着训练的进展。这样的过程与几个启发式设置出现的事实激发了研究，以寻求最佳的“路径”以自动化整个培训。在本文中，我们将路径分解为一系列训练“状态”，并在每个状态下指定超参数，例如学习率和输入剪辑的长度。膝关节曲线上的膝关节估计触发从一个状态到另一个状态的转换。我们在所有候选状态下执行动态编程，以规划状态的最佳排列，即优化路径。此外，我们使用独特的双头分类器设计设计了一种新的3D扫描，以提高空间和时间辨别。关于七个公共视频识别基准的广泛实验证明了我们提案的优势。通过优化规划，与最先进的识别方法相比，我们的3D ConverNets在比较时实现了卓越的结果。更值得注意地，我们分别在动力学-400和动力学-600数据集中获得80.5％和82.7％的前1个精度。源代码在https://github.com/zhaofanqiu/optimization-planning-for-3d-convnets中获得。

自我关注已成为最近网络架构的一个组成部分，例如，统治主要图像和视频基准的变压器。这是因为自我关注可以灵活地模拟远程信息。出于同样的原因，研究人员最近使尝试恢复多层Perceptron（MLP）并提出一些类似MLP的架构，显示出极大的潜力。然而，当前的MLP样架构不擅长捕获本地细节并缺乏对图像和/或视频中的核心细节的逐步了解。为了克服这个问题，我们提出了一种新颖的Morphmlp架构，该架构专注于在低级层处捕获本地细节，同时逐渐改变，以专注于高级层的长期建模。具体地，我们设计一个完全连接的层，称为Morphfc，两个可变过滤器，其沿着高度和宽度尺寸逐渐地发展其接收领域。更有趣的是，我们建议灵活地调整视频域中的Morphfc层。为了我们最好的知识，我们是第一个创建类似MLP骨干的用于学习视频表示的骨干。最后，我们对图像分类，语义分割和视频分类进行了广泛的实验。我们的Morphmlp，如此自我关注的自由骨干，可以与基于自我关注的型号一样强大。

本文解决了有效的视频识别问题。在这一领域，视频变压器最近在效率（Top-1精度与Flops）频谱中占据了主导地位。同时，在图像域中进行了一些尝试，这些尝试挑战了变压器体系结构中自我发挥操作的必要性，主张使用更简单的方法来进行令牌混合。但是，对于视频识别的情况，尚无结果，在这种情况下，自我发项操作员对效率的影响（与图像的情况相比）明显更高。为了解决这一差距，在本文中，我们做出以下贡献：（a）我们基于移位操作员，构成的仿射偏移块构建了一个高效\＆精确的无注意块，专门为尽可能近的近似而设计变压器层的MHSA块中的操作。基于我们的仿射转移块，我们构建了我们的仿射转移变压器，并表明它已经超过了所有现有的基于移位/MLP的架构进行Imagenet分类。 （b）我们将公式扩展到视频域中，以构建视频播客变压器（vast），这是第一个纯粹无注意的基于偏移的视频变压器。 （c）我们表明，对于最流行的动作识别基准，对于具有低计算和内存足迹的模型的情况，大量的最新变压器在最流行的动作识别基准上表现出色。代码将可用。

最近，类似于MLP的视觉模型已在主流视觉识别任务上实现了有希望的表演。与视觉变压器和CNN相反，类似MLP的模型的成功表明，令牌和渠道之间的简单信息融合操作可以为深度识别模型带来良好的表示能力。但是，现有的类似于MLP的模型通过静态融合操作融合代币，缺乏对代币内容的适应性。因此，习惯信息融合程序不够有效。为此，本文介绍了一种有效的MLP式网络体系结构，称为Dynamixer，诉诸动态信息融合。至关重要的是，我们提出了一个程序，该过程依赖于该过程，以通过利用混合所有令牌的内容来动态生成混合矩阵。为了减少时间复杂性并提高鲁棒性，采用了降低性降低技术和多段融合机制。我们提出的Dynamixer模型（9700万参数）在没有额外的训练数据的情况下，在Imagenet-1k数据集上实现了84.3 \％TOP-1的精度，对最先进的视觉MLP模型表现出色。当参数数量减少到26m时，它仍然可以达到82.7 \％TOP-1的精度，超过了具有相似容量的现有MLP样模型。该代码可在\ url {https://github.com/ziyuwwang/dynamixer}中获得。

虽然变形金机对视频识别任务的巨大潜力具有较强的捕获远程依赖性的强大能力，但它们经常遭受通过对视频中大量3D令牌的自我关注操作引起的高计算成本。在本文中，我们提出了一种新的变压器架构，称为双重格式，可以有效且有效地对视频识别进行时空关注。具体而言，我们的Dualformer将完全时空注意力分层到双级级联级别，即首先在附近的3D令牌之间学习细粒度的本地时空交互，然后捕获查询令牌之间的粗粒度全局依赖关系。粗粒度全球金字塔背景。不同于在本地窗口内应用时空分解或限制关注计算以提高效率的现有方法，我们本地 - 全球分层策略可以很好地捕获短期和远程时空依赖项，同时大大减少了钥匙和值的数量在注意计算提高效率。实验结果表明，对抗现有方法的五个视频基准的经济优势。特别是，Dualformer在动态-400/600上设置了新的最先进的82.9％/ 85.2％，大约1000g推理拖鞋，比具有相似性能的现有方法至少3.2倍。

多层erceptron（MLP），作为出现的第一个神经网络结构，是一个大的击中。但是由硬件计算能力和数据集的大小限制，它一旦沉没了数十年。在此期间，我们目睹了从手动特征提取到带有局部接收领域的CNN的范式转变，以及基于自我关注机制的全球接收领域的变换。今年（2021年），随着MLP混合器的推出，MLP已重新进入敏捷，并吸引了计算机视觉界的广泛研究。与传统的MLP进行比较，它变得更深，但改变了完全扁平化以补丁平整的输入。鉴于其高性能和较少的需求对视觉特定的感应偏见，但社区无法帮助奇迹，将MLP，最简单的结构与全球接受领域，但没有关注，成为一个新的电脑视觉范式吗？为了回答这个问题，本调查旨在全面概述视觉深层MLP模型的最新发展。具体而言，我们从微妙的子模块设计到全局网络结构，我们审查了这些视觉深度MLP。我们比较了不同网络设计的接收领域，计算复杂性和其他特性，以便清楚地了解MLP的开发路径。调查表明，MLPS的分辨率灵敏度和计算密度仍未得到解决，纯MLP逐渐发展朝向CNN样。我们建议，目前的数据量和计算能力尚未准备好接受纯的MLP，并且人工视觉指导仍然很重要。最后，我们提供了开放的研究方向和可能的未来作品的分析。我们希望这项努力能够点燃社区的进一步兴趣，并鼓励目前为神经网络进行更好的视觉量身定制设计。

我们呈现了基于纯变压器的视频分类模型，在图像分类中最近的近期成功进行了借鉴。我们的模型从输入视频中提取了时空令牌，然后由一系列变压器层编码。为了处理视频中遇到的令牌的长序列，我们提出了我们模型的几种有效的变体，它们将输入的空间和时间维构建。虽然已知基于变换器的模型只有在可用的大型训练数据集时才有效，但我们展示了我们如何在训练期间有效地规范模型，并利用预先训练的图像模型能够在相对小的数据集上训练。我们进行彻底的消融研究，并在包括动力学400和600，史诗厨房，东西的多个视频分类基准上实现最先进的结果，其中 - 基于深度3D卷积网络的现有方法表现出优先的方法。为了促进进一步的研究，我们在https://github.com/google-research/scenic/tree/main/scenic/projects/vivit发布代码

先前的视觉MLP，如MLP-MILER和RESMLP接受线性扁平的图像贴片作为输入，使其对不同的输入大小和难以捕获空间信息。这种方法隐瞒了MLP与基于变压器的对应物相比，并防止它们成为计算机视觉的一般骨干。本文介绍了Hire-MLP，通过\ TextBF {Hi} reachical \ TextBF {Re}排列，这是一个简单而竞争的愿景MLP架构，其中包含两个重排级别。具体地，提出内部区域重新排列以捕获空间区域内的局部信息，并且提出横区域重新排列以使不同区域之间的信息通信能够通过沿空间方向循环地转换所有令牌来实现不同区域之间的信息通信。广泛的实验证明了Hire-MLP作为各种视觉任务的多功能骨干的有效性。特别是，Hire-MLP在图像分类，对象检测和语义分割任务上实现竞争结果，例如，在Imagenet上的83.8％的前1个精度，51.7％盒AP和Coco Val2017上的44.8％掩模AP和Ade20k上的49.9％Miou ，超越以前的基于变压器和基于MLP的型号，具有更好的折衷以获得准确性和吞吐量。代码可在https://github.com/ggjy/hire-wave-mlp.pytorch获得。

视频理解需要在多种时空分辨率下推理 - 从短的细粒度动作到更长的持续时间。虽然变压器架构最近提出了最先进的，但它们没有明确建模不同的时空分辨率。为此，我们为视频识别（MTV）提供了多视图变压器。我们的模型由单独的编码器组成，表示输入视频的不同视图，以横向连接，以跨视图熔断信息。我们对我们的模型提供了彻底的消融研究，并表明MTV在一系列模型尺寸范围内的准确性和计算成本方面始终如一地表现优于单视对应力。此外，我们在五个标准数据集上实现最先进的结果，并通过大规模预制来进一步提高。我们将释放代码和备用检查点。

视频变压器自然会产生比静态视觉变压器更重的计算负担，因为前者在二次复杂性$（t^2n^2）$的当前关注下，$ t $ t $倍的序列比后者长。现有作品将颞轴视为空间轴的简单扩展，重点是通过通用池或局部窗口缩短时空序列，而无需使用时间冗余。但是，视频自然包含相邻框架之间的冗余信息；因此，我们可能会以扩张的方式抑制视觉上相似帧的注意力。基于这一假设，我们提出了圈，长期`\ textbf {\ textit {leap coasitive}}''（la），短期`\ textbf {\ textbf {\ textit {preckentien shiftit {presentiic shift}}}'（'（ \ textit {p} -Shift）用于视频变压器的模块，带有$（2Tn^2）$复杂性。具体而言，``la''将长期帧分为对，然后通过注意来重构每个离散对。 ``\ textit {p} -shift''在时间邻居之间交换特征，以面对短期动力学的丧失。通过用圈替换香草2D的注意，我们可以将静态变压器调整为视频，其中零额外的参数和可忽视的计算开销（$ \ sim $ 2.6 \％）。对标准动力学-400基准的实验表明，我们的圈量变压器可以在CNN和Transformer Sotas之间的准确性，FLOP和参数方面实现竞争性能。我们以\ sloppy \ href {https://github.com/videonetworks/laps-transformer} {\ textit {\ textit {\ color {agenta} {https://github.com/videonetworks/laps-transsfornss/laps-transformer} { }}。

We present a convolution-free approach to video classification built exclusively on self-attention over space and time. Our method, named "TimeSformer," adapts the standard Transformer architecture to video by enabling spatiotemporal feature learning directly from a sequence of framelevel patches. Our experimental study compares different self-attention schemes and suggests that "divided attention," where temporal attention and spatial attention are separately applied within each block, leads to the best video classification accuracy among the design choices considered. Despite the radically new design, TimeSformer achieves state-of-the-art results on several action recognition benchmarks, including the best reported accuracy on Kinetics-400 and Kinetics-600. Finally, compared to 3D convolutional networks, our model is faster to train, it can achieve dramatically higher test efficiency (at a small drop in accuracy), and it can also be applied to much longer video clips (over one minute long). Code and models are available at: https://github.com/ facebookresearch/TimeSformer.

基于变压器的模型已在主要的视频识别基准上取得了最佳性能。与基于CNN的模型相比，这些模型受益于自我发项机制，显示出更强的建模长期依赖性能力。但是，大量的计算开销是由于自我注意力的二次复杂性在大量令牌之上，限制了现有的视频变压器在具有有限资源（例如移动设备）的应用程序中的使用。在本文中，我们将移动格式扩展到视频移动格式，该版本将视频体系结构分解为轻量级的3D-CNN，用于本地上下文建模，并以并行方式将变压器模块用于全局交互建模。为了避免通过计算视频中大量本地补丁之间的自我注意力而产生的重大计算成本，我们建议在变形金刚中使用很少的全球令牌（例如6）将整个视频中的整个视频用于与3D-CNN交换信息 - 注意机制。通过有效的全球时空建模，视频移动形式显着提高了替代轻型基线的视频识别性能，并且在各种视频识别任务上，低FLOP策略的其他有效CNN模型从500m到6G总鞋类胜过其他基于CNN的模型。值得注意的是，视频移动格式是第一个基于变压器的视频模型，它限制了1G失败范围内的计算预算。

在本文中，我们将多尺度视觉变压器（MVIT）作为图像和视频分类的统一架构，以及对象检测。我们提出了一种改进的MVIT版本，它包含分解的相对位置嵌入和残余汇集连接。我们以五种尺寸实例化此架构，并评估Imagenet分类，COCO检测和动力学视频识别，在此优先效果。我们进一步比较了MVITS的汇集注意力来窗口注意力机制，其中它在准确性/计算中优于后者。如果没有钟声，MVIT在3个域中具有最先进的性能：ImageNet分类的准确性为88.8％，Coco对象检测的56.1盒AP和动力学-400视频分类的86.1％。代码和模型将公开可用。

Temporal modeling is key for action recognition in videos. It normally considers both short-range motions and long-range aggregations. In this paper, we propose a Temporal Excitation and Aggregation (TEA) block, including a motion excitation (ME) module and a multiple temporal aggregation (MTA) module, specifically designed to capture both short-and long-range temporal evolution. In particular, for short-range motion modeling, the ME module calculates the feature-level temporal differences from spatiotemporal features. It then utilizes the differences to excite the motion-sensitive channels of the features. The long-range temporal aggregations in previous works are typically achieved by stacking a large number of local temporal convolutions. Each convolution processes a local temporal window at a time. In contrast, the MTA module proposes to deform the local convolution to a group of subconvolutions, forming a hierarchical residual architecture. Without introducing additional parameters, the features will be processed with a series of sub-convolutions, and each frame could complete multiple temporal aggregations with neighborhoods. The final equivalent receptive field of temporal dimension is accordingly enlarged, which is capable of modeling the long-range temporal relationship over distant frames. The two components of the TEA block are complementary in temporal modeling. Finally, our approach achieves impressive results at low FLOPs on several action recognition benchmarks, such as Kinetics, Something-Something, HMDB51, and UCF101, which confirms its effectiveness and efficiency.

本文介绍了一个简单的MLP架构，CycleMLP，这是一种多功能骨干，用于视觉识别和密集的预测。与现代MLP架构相比，例如MLP混合器，RESMLP和GMLP，其架构与图像尺寸相关，因此在物体检测和分割中不可行，与现代方法相比具有两个优点。 （1）它可以应对各种图像尺寸。 （2）通过使用本地窗口，它可以实现对图像大小的线性计算复杂性。相比之下，由于完全空间连接，以前的MLP具有$ O（n ^ 2）$计算。我们构建一系列模型，超越现有的MLP，甚至最先进的基于变压器的模型，例如，使用较少的参数和拖鞋。我们扩展了类似MLP的模型的适用性，使它们成为密集预测任务的多功能骨干。 CycleMLP在对象检测，实例分割和语义细分上实现了竞争结果。特别是，Cyclemlp-tiny优于3.3％Miou在Ade20K数据集中的速度较少，具有较少的拖鞋。此外，CycleMLP还在Imagenet-C数据集上显示出优异的零射鲁布利。代码可以在https://github.com/shoufachen/cyclemlp获得。

卷积是现代神经网络最重要的特征变革，导致深度学习的进步。最近的变压器网络的出现，取代具有自我关注块的卷积层，揭示了静止卷积粒的限制，并将门打开到动态特征变换的时代。然而，现有的动态变换包括自我关注，全部限制了视频理解，其中空间和时间的对应关系，即运动信息，对于有效表示至关重要。在这项工作中，我们引入了一个关系功能转换，称为关系自我关注（RSA），通过动态生成关系内核和聚合关系上下文来利用视频中丰富的时空关系结构。我们的实验和消融研究表明，RSA网络基本上表现出卷积和自我关注的同行，在标准的运动中心基准上实现了用于视频动作识别的标准主导的基准，例如用于V1＆V2，潜水48和Filegym。