我们介绍了N-ImageNet,一个针对具有稳健的大规模数据集,具有与事件相机的强大细粒度的对象识别。使用可编程硬件收集数据集,其中事件摄像机始终如一地围绕显示图像从想象成的监视器移动。由于其大量类和样本,N-ImageNet作为基于事件的对象识别的具有挑战性的基准。我们经验表明,N-ImageNet上的预先预测可提高基于事件的分类器的性能,并帮助他们学习少数标记数据。此外,我们提出了几种N-ImageNet的变体来测试在不同的相机轨迹和严重的照明条件下基于事件的分类器的稳健性,并提出了一种新颖的事件表示,以减轻性能下降。据我们所知,我们是第一个定量调查由基于事件的对象识别算法上的各种环境条件引起的后果。预计N-ImageNet及其变体将指导实际实现,以便在现实世界中部署基于事件的对象识别算法。
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我们提出EV-NERF,这是一个从事件数据得出的神经辐射场。虽然事件摄像机可以测量高框架速率的细微亮度变化,但低照明或极端运动的测量却遭受了显着的域差异,并具有复杂的噪声。结果,基于事件的视觉任务的性能不会转移到具有挑战性的环境中,在这种环境中,事件摄像机预计会在普通摄像机上蓬勃发展。我们发现,NERF的多视图一致性提供了强大的自我实施信号,以消除虚假测量结果并提取一致的基础结构,尽管输入高度嘈杂。 EV-NERF的输入不是原始NERF的图像,而是事件测量值,并伴随着传感器的运动。使用反映传感器测量模型的损耗函数,EV-NERF创建了一个集成的神经体积,该量总结了捕获约2-4秒的非结构化和稀疏数据点。生成的神经体积还可以从具有合理深度估计的新型视图中产生强度图像,这可以作为各种基于视觉任务的高质量输入。我们的结果表明,EV-NERF在极端噪声条件和高动力范围成像下实现了强度图像重建的竞争性能。
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Event cameras offer the capacity to asynchronously capture brightness changes with low latency, high temporal resolution, and high dynamic range. Deploying deep learning methods for classification or other tasks to these sensors typically requires large labeled datasets. Since the amount of labeled event data is tiny compared to the bulk of labeled RGB imagery, the progress of event-based vision has remained limited. To reduce the dependency on labeled event data, we introduce Masked Event Modeling (MEM), a self-supervised pretraining framework for events. Our method pretrains a neural network on unlabeled events, which can originate from any event camera recording. Subsequently, the pretrained model is finetuned on a downstream task leading to an overall better performance while requiring fewer labels. Our method outperforms the state-of-the-art on N-ImageNet, N-Cars, and N-Caltech101, increasing the object classification accuracy on N-ImageNet by 7.96%. We demonstrate that Masked Event Modeling is superior to RGB-based pretraining on a real world dataset.
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事件摄像机可产生大型动态范围事件流,并具有很高的时间分辨率,可丢弃冗余视觉信息,从而为对象检测任务带来新的可能性。但是,将事件摄像机应用于使用深度学习方法对象检测任务的现有方法仍然存在许多问题。首先,由于全局同步时间窗口和时间分辨率,现有方法无法考虑具有不同速度的对象。其次,大多数现有方法都依赖于大型参数神经网络,这意味着较大的计算负担和低推理速度,因此与事件流的高时间分辨率相反。在我们的工作中,我们设计了一种使用简单但有效的数据增强方法的高速轻质检测器,称为敏捷事件检测器(AED)。此外,我们提出了一个称为“时间主动焦点(TAF)”的事件流表示张量,该量子充分利用了事件流数据的异步生成,并且对移动对象的运动非常强大。它也可以在不耗时的情况下构造。我们进一步提出了一个称为分叉折叠模块(BFM)的模块,以在AED检测器的输入层的TAF张量中提取丰富的时间信息。我们对两个典型的实体事件摄像机对象检测数据集进行了实验:完整的预言GEN1汽车检测数据集和预言1 Megapixel Automotive检测数据集,带有部分注释。实验表明,我们的方法在准确性,速度和参数数量方面具有竞争力。同样,通过基于光流密度度量的对象将对象分类为多个运动级别,我们说明了相对于摄像机具有不同速度的对象的方法的鲁棒性。
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事件摄像机是新型生物启发传感器,其异步捕获“事件”形式的像素级强度变化。由于它们的传感机制,事件相机几乎没有运动模糊,这是一个非常高的时间分辨率,并且需要比传统的基于帧的相机更小的电力和存储器。这些特性使它们成为一个完美的拟合若干现实世界应用,如在可穿戴设备上的专门动作识别,其中快速相机运动和有限的电力挑战传统视觉传感器。然而,迄今为止,基于事件的愿景的不断增长的愿景领域已经忽略了在此类应用中的活动摄像机的潜力。在本文中,我们表明事件数据是自我监测行动识别的非常有价值的模态。为此,我们介绍了N-EPIC-Kitchens,这是大型史诗厨房数据集的第一个基于事件的相机扩展。在此背景下,我们提出了两种策略:(i)使用传统的视频处理架构(E $ ^ 2 $(GO))和(ii)使用事件数据直接处理事件相机数据(E $ ^ 2 $(GO))和蒸馏光流信息(E $ ^ 2 $(go)mo)。在我们提出的基准测试中,我们表明事件数据为RGB和光流提供了可比性的性能,但在部署时没有任何额外的流量计算,以及相对于RGB的信息高达4%的性能。
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由于长时间曝光时间,传统的基于帧的相机不可避免地遭受运动模糊。作为一种生物启发相机,事件摄像机以具有高时间分辨率的异步方式记录强度变化,在曝光时间内提供有效的图像劣化信息。在本文中,我们重新思考基于事件的图像去掩盖问题并将其展开成为端到端的两级图像恢复网络。为了有效地利用事件信息,我们设计(i)专门用于图像去纹理的新型对称累积事件表示,以及(ii)在我们网络的多个级别应用的仿射事件图像融合模块。我们还提出了网络的两个阶段之间的事件掩码所连接的连接,以避免信息丢失。在数据集级别,为了促进基于事件的运动解训,并促进挑战真实世界图像的评估,我们介绍了在照明控制的光学实验室中使用活动摄像机捕获的高质量模糊(HQBLUR)数据集。我们的多尺度事件融合网络(MEFNET)设置了用于运动解训的新技术,超越了先前最佳的基于图像的方法和GoPro上的公共实现的所有基于事件的方法(高达2.38dB即使在极端模糊条件下,也是HQBLUR Datasets。源代码和数据集将公开可用。
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神经形态的愿景是一种生物启发技术,它已经引发了计算机视觉界的范式转变,并作为众多应用的关键推动器。该技术提供了显着的优势,包括降低功耗,降低处理需求和通信加速。然而,神经形态摄像机患有大量的测量噪声。这种噪声恶化了基于神经形态事件的感知和导航算法的性能。在本文中,我们提出了一种新的噪声过滤算法来消除不代表观察场景中的实际记录强度变化的事件。我们采用图形神经网络(GNN) - 驱动的变压器算法,称为GNN变换器,将原始流中的每个活动事件像素分类为实木强度变化或噪声。在GNN中,传递一个名为EventConv的消息传递框架,以反映事件之间的时空相关性,同时保留它们的异步性质。我们还介绍了在各种照明条件下生成事件流的近似地面真理标签(KogT1)方法。 Kogtl用于生成标记的数据集,从记录在充满挑战的照明条件下进行的实验。这些数据集用于培训和广泛测试我们所提出的算法。在取消检测的数据集上测试时,所提出的算法在过滤精度方面优于现有方法12%。还对公共数据集进行了额外的测试,以展示在存在照明变化和不同运动动态的情况下所提出的算法的泛化能力。与现有解决方案相比,定性结果验证了所提出的算法的卓越能力,以消除噪音,同时保留有意义的场景事件。
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We present a robust, privacy-preserving visual localization algorithm using event cameras. While event cameras can potentially make robust localization due to high dynamic range and small motion blur, the sensors exhibit large domain gaps making it difficult to directly apply conventional image-based localization algorithms. To mitigate the gap, we propose applying event-to-image conversion prior to localization which leads to stable localization. In the privacy perspective, event cameras capture only a fraction of visual information compared to normal cameras, and thus can naturally hide sensitive visual details. To further enhance the privacy protection in our event-based pipeline, we introduce privacy protection at two levels, namely sensor and network level. Sensor level protection aims at hiding facial details with lightweight filtering while network level protection targets hiding the entire user's view in private scene applications using a novel neural network inference pipeline. Both levels of protection involve light-weight computation and incur only a small performance loss. We thus project our method to serve as a building block for practical location-based services using event cameras. The code and dataset will be made public through the following link: https://github.com/82magnolia/event_localization.
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Although synthetic aperture imaging (SAI) can achieve the seeing-through effect by blurring out off-focus foreground occlusions while recovering in-focus occluded scenes from multi-view images, its performance is often deteriorated by dense occlusions and extreme lighting conditions. To address the problem, this paper presents an Event-based SAI (E-SAI) method by relying on the asynchronous events with extremely low latency and high dynamic range acquired by an event camera. Specifically, the collected events are first refocused by a Refocus-Net module to align in-focus events while scattering out off-focus ones. Following that, a hybrid network composed of spiking neural networks (SNNs) and convolutional neural networks (CNNs) is proposed to encode the spatio-temporal information from the refocused events and reconstruct a visual image of the occluded targets. Extensive experiments demonstrate that our proposed E-SAI method can achieve remarkable performance in dealing with very dense occlusions and extreme lighting conditions and produce high-quality images from pure events. Codes and datasets are available at https://dvs-whu.cn/projects/esai/.
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交通场景边缘壳体的语义分割的鲁棒性是智能运输安全的重要因素。然而,交通事故的大多数关键场景都是非常动态和以前看不见的,这严重损害了语义分割方法的性能。另外,在高速驾驶期间传统相机的延迟将进一步降低时间尺寸中的上下文信息。因此,我们建议从基于事件的数据提取动态上下文,以更高的时间分辨率来增强静态RGB图像,即使对于来自运动模糊,碰撞,变形,翻转等的流量事故而言,此外,为评估分割交通事故中的性能,我们提供了一个像素 - 明智的注释事故数据集,即Dada-Seg,其中包含来自交通事故的各种临界情景。我们的实验表明,基于事件的数据可以通过在事故中保留快速移动的前景(碰撞物体)的微粒运动来提供互补信息以在不利条件下稳定语义分割。我们的方法在拟议的事故数据集中实现了+ 8.2%的性能增益,超过了20多种最先进的语义细分方法。已经证明该提案对于在多个源数据库中学到的模型,包括CityScapes,Kitti-360,BDD和Apolloscape的模型始终如一。
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用尖峰神经网络(SNN)对基于事件的数据集开发神经形态智能最近引起了很多研究的关注。但是,基于事件的数据集的大小有限,使SNN易于过度拟合和不稳定的收敛性。以前的学术工作仍未探索这个问题。为了最大程度地减少这种泛化差距,我们提出了神经形态数据增强(NDA),这是一个专门针对基于事件的数据集设计的几何增强家族,目的是显着稳定SNN训练并减少训练和测试性能之间的概括差距。所提出的方法简单且与现有的SNN训练管道兼容。我们首次使用所提出的增强作用,证明了无监督的SNN对比度学习的可行性。我们对盛行的神经形态视觉基准进行了全面的实验,并表明NDA比以前的最新结果产生了实质性改进。例如,基于NDA的SNN分别在CIFAR10-DV和N-Caltech 101上获得了101%和13.7%的准确性增长。代码可在github https://github.com/intelligent-computing-lab-yale/nda_snn上找到。
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The term ``neuromorphic'' refers to systems that are closely resembling the architecture and/or the dynamics of biological neural networks. Typical examples are novel computer chips designed to mimic the architecture of a biological brain, or sensors that get inspiration from, e.g., the visual or olfactory systems in insects and mammals to acquire information about the environment. This approach is not without ambition as it promises to enable engineered devices able to reproduce the level of performance observed in biological organisms -- the main immediate advantage being the efficient use of scarce resources, which translates into low power requirements. The emphasis on low power and energy efficiency of neuromorphic devices is a perfect match for space applications. Spacecraft -- especially miniaturized ones -- have strict energy constraints as they need to operate in an environment which is scarce with resources and extremely hostile. In this work we present an overview of early attempts made to study a neuromorphic approach in a space context at the European Space Agency's (ESA) Advanced Concepts Team (ACT).
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事件摄像机在挑战场景中具有巨大的潜力,因为其高度分辨率,高动态范围,低功耗和无运动模糊的优势。但是,基于事件的学习受到不足的概括能力的阻碍。在本文中,我们首先分析不同亮度变化对事件数据的影响。然后,我们提出了两种新颖的增强方法:事件逆转和eventdrift。通过将事件逆转和漂移到时空或极性域中的相应位置,提出的方法会生成受不同亮度变化影响的样品,从而改善了基于事件的学习的鲁棒性,并导致更好的概括。N-CARS,N-Caltech101和CIFAR10-DVS数据集的广泛实验表明,我们的方法是一般且非常有效的。
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事件摄像机捕获观察到的场景中的照明的变化,而不是累积光以创建图像。因此,它们允许在高速运动和复杂的照明条件下的应用,其中传统的框架传感器显示它们的模糊和过度或未出现的像素的限制。由于这些独特的属性,它们表示现在是与其相关的应用的高度有吸引力的传感器。在这些神经形式相机的普及升高之后,已经研究了基于事件的光流(EBOF)。然而,最近的高清神经晶体传感器的到来挑战现有方法,因为事件像素阵列的分辨率增加和更高的吞吐量。作为这些点的答案,我们提出了一种用于实时计算光流的优化框架,以及低分辨率的事件摄像机。我们以“逆指数距离表面”的形式为稀疏事件流制定了一种新的密集表示。它用作临时框架,专为使用证明,最先进的基于框架的光流量计算方法而设计。我们评估我们在低分辨率和高分辨率驾驶序列上的方法,并表明它通常比当前现有技术更好地实现更好的结果,同时也达到更高的帧速率,250Hz在346 x 260像素和77Hz在1280 x 720像素。
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设计可以成功部署在日常生活环境中的活动检测系统需要构成现实情况典型挑战的数据集。在本文中,我们介绍了一个新的未修剪日常生存数据集,该数据集具有几个现实世界中的挑战:Toyota Smarthome Untrimmed(TSU)。 TSU包含以自发方式进行的各种活动。数据集包含密集的注释,包括基本的,复合活动和涉及与对象相互作用的活动。我们提供了对数据集所需的现实世界挑战的分析,突出了检测算法的开放问题。我们表明,当前的最新方法无法在TSU数据集上实现令人满意的性能。因此,我们提出了一种新的基线方法,以应对数据集提供的新挑战。此方法利用一种模态(即视线流)生成注意力权重,以指导另一种模态(即RGB)以更好地检测活动边界。这对于检测以高时间差异为特征的活动特别有益。我们表明,我们建议在TSU和另一个受欢迎的挑战数据集Charades上优于最先进方法的方法。
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这项工作介绍了使用常规摄像头和事件摄像机的多动画视觉数据获取的共同捕获系统。事件摄像机比基于框架的相机具有多个优势,例如高时间分辨率和时间冗余抑制,这使我们能够有效捕获鱼类的快速和不稳定的运动。此外,我们提出了一种基于事件的多动物跟踪算法,该算法证明了该方法的可行性,并为进一步探索事件摄像机和传统摄像机的多动物跟踪的优势提供了基础。
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成功培训端到端的深网进行真实运动去缩合,需要尖锐/模糊的图像对数据集,这些数据集现实且多样化,足以实现概括以实现真实的图像。获得此类数据集仍然是一项具有挑战性的任务。在本文中,我们首先回顾了现有的Deblurring基准数据集的局限性,从泛化到野外模糊图像的角度。其次,我们提出了一种有效的程序方法,以基于一个简单而有效的图像形成模型来生成清晰/模糊的图像对。这允许生成几乎无限的现实和多样化的培训对。我们通过在模拟对上训练现有的DeBlurring架构,并在四个真实模糊图像的标准数据集中对其进行评估,从而证明了所提出的数据集的有效性。我们观察到使用建议方法训练时动态场景的真实运动毛线照片的最终任务的出色概括性能。
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基于快速的神经形态的视觉传感器(动态视觉传感器,DVS)可以与基于较慢的帧的传感器组合,以实现比使用例如固定运动近似的传统方法更高质量的帧间内插。光流。在这项工作中,我们展示了一个新的高级事件模拟器,可以产生由相机钻机录制的现实场景,该仪器具有位于固定偏移的任意数量的传感器。它包括具有现实图像质量降低效果的新型可配置帧的图像传感器模型,以及具有更精确的特性的扩展DVS模型。我们使用我们的模拟器培训一个新的重建模型,专为高FPS视频的端到端重建而设计。与以前发表的方法不同,我们的方法不需要帧和DVS相机具有相同的光学,位置或相机分辨率。它还不限于物体与传感器的固定距离。我们表明我们的模拟器生成的数据可用于训练我们的新模型,导致在与最先进的公共数据集上的公共数据集中的重建图像。我们还向传感器展示了真实传感器记录的数据。
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活动相机是一种新型的生物启发的视觉传感器。当亮度变化超过预设阈值时,传感器会异步生成事件。有效事件的数量直接影响基于事件的任务的性能,例如重建,检测和识别。但是,当在低亮度或缓慢的场景中,事件通常稀疏且伴随着噪声,这对基于事件的任务构成了挑战。为了解决这些挑战,我们提出了一个事件的时间上取样算法,以产生更有效和可靠的事件。我们算法的主要思想是在事件运动轨迹上生成上采样事件。首先,我们通过对比度最大化算法来估计事件运动轨迹,然后通过时间点过程对事件进行更采样。实验结果表明,上采样事件可以提供更有效的信息并改善下游任务的性能,例如提高重建图像的质量并提高对象检测的准确性。
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对医疗保健监控的远程工具的需求从未如此明显。摄像机测量生命体征利用成像装置通过分析人体的图像来计算生理变化。建立光学,机器学习,计算机视觉和医学的进步这些技术以来的数码相机的发明以来已经显着进展。本文介绍了对生理生命体征的相机测量综合调查,描述了它们可以测量的重要标志和实现所做的计算技术。我涵盖了临床和非临床应用以及这些应用需要克服的挑战,以便从概念上推进。最后,我描述了对研究社区可用的当前资源(数据集和代码),并提供了一个全面的网页(https://cameravitals.github.io/),其中包含这些资源的链接以及其中引用的所有文件的分类列表文章。
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