在监控视频中的异常检测是挑战,对确保公共安全有挑战性。不同于基于像素的异常检测方法,基于姿势的方法利用高结构化的骨架数据,这降低了计算负担,并避免了背景噪声的负面影响。然而,与基于像素的方法不同,这可以直接利用显式运动特征,例如光学流,基于姿势的方法缺乏替代动态表示。在本文中,提出了一种新的运动嵌入器(ME)以提供从概率的角度来提供姿态运动表示。此外,为自我监控姿势序列重建部署了一种新型任务特定的空间 - 时间变压器(STT)。然后将这两个模块集成到统一规律学习的统一框架中,该框架被称为运动先前规律学习者(MOPLL)。 MOPRL在几个具有挑战性的数据集中实现了4.7%AUC的平均改善,实现了最先进的性能。广泛的实验验证每个提出的模块的多功能性。
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深度学习模型已广泛用于监控视频中的异常检测。典型模型配备了重建普通视频的能力,并评估异常视频的重建错误以指示异常的程度。然而,现有方法遭受了两个缺点。首先,它们只能独立地编码每个身份的运动,而不考虑身份之间的相互作用,这也可以指示异常。其次,他们利用了结构在不同场景下固定的粘合模型,这种配置禁止了对场景的理解。在本文中,我们提出了一个分层时空图卷积神经网络(HSTGCNN)来解决这些问题,HSTGCNN由对应于不同级别的图形表示的多个分支组成。高级图形表示编码人们的轨迹以及多个身份之间的交互,而低级图表表示编码每个人的本地身体姿势。此外,我们建议加权组合在不同场景中更好的多个分支。以这种方式实现了对单级图形表示的改进。实现了对场景的理解并提供异常检测。在低分辨率视频中为在低分辨率视频中编码低分辨率视频中的人员的移动速度和方向编码高级别的图表表示,而在高分辨率视频中将更高的权重分配更高的权重。实验结果表明,建议的HSTGCNN在四个基准数据集(UCSD Spistrian,Shanghaitech,Cuhk Aveance和IITB-Whent)上的当前最先进的模型显着优于最新的最先进模型。
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异常识别高度取决于对象与场景之间的关系,因为相同/不同场景中的不同/相同对象动作可能导致各种程度的正态性和异常。因此,对象场景关系实际上在异常检测中起着至关重要的作用,但在以前的工作中探讨了不足。在本文中,我们提出了一个时空关系学习(STRL)框架来解决视频异常检测任务。首先,考虑到对象的动态特征以及场景区域,我们构建了一个时空自动编码器(STAE),以共同利用代表学习的空间和时间演化模式。为了获得更好的图案提取,在STAE模块中设计了两个解码分支,即通过直接预测下一个帧来捕获空间提示的外观分支,以及一个运动分支,重点是通过光流预测对动态进行建模。然后,为了很好地融合对象场所关系,设计了一个关系学习(RL)模块来通过引入知识图嵌入方法来分析和总结正常关系。在此过程中具体来说,通过共同建模对象/场景特征和优化的对象场所关系图来衡量对象场景关系的合理性。在三个公共数据集上进行了广泛的实验,而对最新方法的优越性能证明了我们方法的有效性。
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本文介绍了一个新型的预训练的空间时间多对一(p-STMO)模型,用于2D到3D人类姿势估计任务。为了减少捕获空间和时间信息的困难,我们将此任务分为两个阶段:预训练(I期)和微调(II阶段)。在第一阶段,提出了一个自我监督的预训练子任务,称为蒙面姿势建模。输入序列中的人关节在空间和时间域中随机掩盖。利用denoising自动编码器的一般形式以恢复原始的2D姿势,并且编码器能够以这种方式捕获空间和时间依赖性。在第二阶段,将预训练的编码器加载到STMO模型并进行微调。编码器之后是一个多对一的框架聚合器,以预测当前帧中的3D姿势。尤其是,MLP块被用作STMO中的空间特征提取器,其性能比其他方法更好。此外,提出了一种时间下采样策略,以减少数据冗余。在两个基准上进行的广泛实验表明,我们的方法优于较少参数和较少计算开销的最先进方法。例如,我们的P-STMO模型在使用CPN作为输入的2D姿势时,在Human3.6M数据集上达到42.1mm MPJPE。同时,它为最新方法带来了1.5-7.1倍的速度。代码可在https://github.com/patrick-swk/p-stmo上找到。
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在当代社会中,监视异常检测,即在监视视频中发现异常事件,例如犯罪或事故,是一项关键任务。由于异常发生很少发生,大多数培训数据包括没有标记的视频,没有异常事件,这使得任务具有挑战性。大多数现有方法使用自动编码器(AE)学习重建普通视频;然后,他们根据未能重建异常场景的出现来检测异常。但是,由于异常是通过外观和运动来区分的,因此许多先前的方法使用预训练的光流模型明确分开了外观和运动信息,例如。这种明确的分离限制了两种类型的信息之间的相互表示功能。相比之下,我们提出了一个隐式的两路AE(ITAE),其中两个编码器隐含模型外观和运动特征以及一个将它们组合在一起以学习正常视频模式的结构。对于正常场景的复杂分布,我们建议通过归一化流量(NF)的生成模型对ITAE特征的正常密度估计,以学习可拖动的可能性,并使用无法分布的检测来识别异常。 NF模型通过隐式学习的功能通过学习正常性来增强ITAE性能。最后,我们在六个基准测试中演示了ITAE及其特征分布建模的有效性,包括在现实世界中包含各种异常的数据库。
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从视频中估算人的姿势对于人类计算机相互作用至关重要。通过精确估计人类姿势,机器人可以对人类提供适当的反应。大多数现有方法都使用光流,RNN或CNN从视频中提取时间功能。尽管这些尝试取得了积极的结果,但其中大多数仅直接整合沿时间维度的特征,而忽略了关节之间的时间相关性。与以前的方法相反,我们提出了一个基于域交叉注意机制的插件运动学建模模块(KMM),以对不同帧的关节之间的时间相关性进行建模。具体而言,提出的KMM通过计算其时间相似性来模拟任意两个关节之间的时间相关性。这样,KMM可以学习每个关节的运动提示。使用运动提示(时间域)和关节的历史位置(空间域),KMM可以提前推断关节的初始位置。此外,我们还基于KMM提出了一个运动学建模网络(KIMNET),用于通过结合姿势特征和关节的初始位置来获得关节的最终位置。通过对关节之间的时间相关性进行显式建模,Kimnet可以根据前一刻的所有关节来推断遮挡的关节。此外,KMM是通过注意机制实现的,该机制使其能够保持高度分辨率。因此,它可以将丰富的历史姿势信息转移到当前框架上,该信息为定位遮挡关节提供了有效的姿势信息。我们的方法在两个基于视频的姿势估计基准的基准上实现了最新的结果。此外,提出的Kimnet对闭塞显示了一些鲁棒性,证明了所提出的方法的有效性。
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Detecting abnormal crowd motion emerging from complex interactions of individuals is paramount to ensure the safety of crowds. Crowd-level abnormal behaviors (CABs), e.g., counter flow and crowd turbulence, are proven to be the crucial causes of many crowd disasters. In the recent decade, video anomaly detection (VAD) techniques have achieved remarkable success in detecting individual-level abnormal behaviors (e.g., sudden running, fighting and stealing), but research on VAD for CABs is rather limited. Unlike individual-level anomaly, CABs usually do not exhibit salient difference from the normal behaviors when observed locally, and the scale of CABs could vary from one scenario to another. In this paper, we present a systematic study to tackle the important problem of VAD for CABs with a novel crowd motion learning framework, multi-scale motion consistency network (MSMC-Net). MSMC-Net first captures the spatial and temporal crowd motion consistency information in a graph representation. Then, it simultaneously trains multiple feature graphs constructed at different scales to capture rich crowd patterns. An attention network is used to adaptively fuse the multi-scale features for better CAB detection. For the empirical study, we consider three large-scale crowd event datasets, UMN, Hajj and Love Parade. Experimental results show that MSMC-Net could substantially improve the state-of-the-art performance on all the datasets.
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最近在文献中引入了用于视频异常检测的自我监督的多任务学习(SSMTL)框架。由于其准确的结果,该方法吸引了许多研究人员的注意。在这项工作中,我们重新审视了自我监督的多任务学习框架,并提出了对原始方法的几个更新。首先,我们研究各种检测方法,例如基于使用光流或背景减法检测高运动区域,因为我们认为当前使用的预训练的Yolov3是次优的,例如从未检测到运动中的对象或来自未知类的对象。其次,我们通过引入多头自发项模块的启发,通过引入多头自我发项模块,使3D卷积骨干链现代化。因此,我们替代地引入了2D和3D卷积视觉变压器(CVT)块。第三,为了进一步改善模型,我们研究了其他自我监督的学习任务,例如通过知识蒸馏来预测细分图,解决拼图拼图,通过知识蒸馏估算身体的姿势,预测掩盖的区域(Inpaining)和对抗性学习具有伪异常。我们进行实验以评估引入变化的性能影响。在找到框架的更有希望的配置后,称为SSMTL ++ V1和SSMTL ++ V2后,我们将初步实验扩展到了更多数据集,表明我们的性能提高在所有数据集中都是一致的。在大多数情况下,我们在大道,上海the夫和Ubnormal上的结果将最新的表现提升到了新的水平。
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在计算机视觉领域,异常检测最近引起了越来越多的关注,这可能是由于其广泛的应用程序从工业生产线上的产品故障检测到视频监视中即将发生的事件检测到在医疗扫描中发现病变。不管域如何,通常将异常检测构架为一级分类任务,其中仅在正常示例上进行学习。整个成功的异常检测方法的家庭基于学习重建掩盖的正常输入(例如贴片,未来帧等),并将重建误差的幅度作为异常水平的指标。与其他基于重建的方法不同,我们提出了一种新颖的自我监督蒙面的卷积变压器块(SSMCTB),该卷积变压器块(SSMCTB)包括基于重建的功能在核心架构层面上。拟议的自我监督块非常灵活,可以在神经网络的任何层上掩盖信息,并与广泛的神经体系结构兼容。在这项工作中,我们扩展了以前的自我监督预测性卷积专注块(SSPCAB),并具有3D掩盖的卷积层,以及用于频道注意的变压器。此外,我们表明我们的块适用于更广泛的任务,在医学图像和热视频中添加异常检测到基于RGB图像和监视视频的先前考虑的任务。我们通过将SSMCTB的普遍性和灵活性整合到多个最先进的神经模型中,以进行异常检测,从而带来了经验结果,可以证实对五个基准的绩效改进:MVTEC AD,BRATS,BRATS,Avenue,Shanghaitech和Thermal和Thermal和Thermal罕见事件。我们在https://github.com/ristea/ssmctb上发布代码和数据作为开源。
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视频异常检测(VAD)是计算机视觉中的重要主题。本文通过最新的自我监督学习进展的激励,通过解决直观而又具有挑战性的借口任务,即时空拼图拼图来解决VAD,该任务是一个多标签的精细粒度分类问题。我们的方法比现有作品具有几个优点:1)时空拼图难题是根据空间和时间维度分离的,分别捕获了高度歧视性的外观和运动特征; 2)完全排列用于提供涵盖各种难度水平的丰富拼图难题,从而使网络能够区分正常事件和异常事件之间的细微时空差异; 3)借口任务以端到端的方式解决,而无需依赖任何预训练的模型。我们的方法优于三个公共基准的最先进的方法。尤其是在上海校园中,其结果优于重建和基于预测的方法。
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视频异常检测是视觉中的核心问题。正确检测和识别视频数据中行人中的异常行为将使安全至关重要的应用,例如监视,活动监测和人类机器人的互动。在本文中,我们建议利用无监督的行人异常事件检测的轨迹定位和预测。与以前的基于重建的方法不同,我们提出的框架依赖于正常和异常行人轨迹的预测误差来在空间和时间上检测异常。我们介绍了有关不同时间尺度的现实基准数据集的实验结果,并表明我们提出的基于轨迹预言的异常检测管道在识别视频中行人的异常活动方面有效有效。代码将在https://github.com/akanuasiegbu/leveraging-trajectory-prediction-for-pedestrian-video-anomaly-detection上提供。
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Video anomaly detection (VAD) is a challenging computer vision task with many practical applications. As anomalies are inherently ambiguous, it is essential for users to understand the reasoning behind a system's decision in order to determine if the rationale is sound. In this paper, we propose a simple but highly effective method that pushes the boundaries of VAD accuracy and interpretability using attribute-based representations. Our method represents every object by its velocity and pose. The anomaly scores are computed using a density-based approach. Surprisingly, we find that this simple representation is sufficient to achieve state-of-the-art performance in ShanghaiTech, the largest and most complex VAD dataset. Combining our interpretable attribute-based representations with implicit, deep representation yields state-of-the-art performance with a $99.1\%, 93.3\%$, and $85.9\%$ AUROC on Ped2, Avenue, and ShanghaiTech, respectively. Our method is accurate, interpretable, and easy to implement.
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尽管近年来,在无单眼制造商的人类运动捕获上取得了重大进展,但最先进的方法仍然很难在遮挡场景中获得令人满意的结果。有两个主要原因:一个是遮挡的运动捕获本质上是模棱两可的,因为各种3D姿势可以映射到相同的2D观测值,这总是导致不可靠的估计。另一个是没有足够的封闭人类数据可用于训练健壮的模型。为了解决这些障碍,我们的钥匙界是使用非封闭式人类数据来学习以自我监督策略的封闭人类的联合时空运动。为了进一步减少合成数据和实际遮挡数据之间的差距,我们构建了第一个3D遮挡运动数据集〜(Ocmotion),可用于训练和测试。我们在2D地图中编码运动,并在非封闭数据上合成遮挡,以进行自我监督训练。然后,设计空间层层以学习联合级别的相关性。博学的先前降低了闭塞的歧义,并且对各种遮挡类型具有坚固态度,然后采用这些类型来帮助封闭的人类运动捕获。实验结果表明,我们的方法可以从具有良好概括能力和运行时效率的遮挡视频中产生准确且相干的人类动作。数据集和代码可在\ url {https://github.com/boycehbz/chomp}上公开获得。
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视频异常检测是计算机视觉社区的一项具有挑战性的任务。大多数基于任务的方法都不考虑独特的空间和时间模式的独立性,而两流结构则缺乏对相关性的探索。在本文中,我们提出了时空记忆增强了两个流动自动编码器框架,该框架可以独立学习外观正常和运动正常,并通过对抗性学习探索相关性。具体而言,我们首先设计了两个代理任务来训练两流结构,以隔离地提取外观和运动特征。然后,将原型特征记录在相应的空间和时间内存池中。最后,编码编码网络通过歧视者进行对抗学习,以探索空间和时间模式之间的相关性。实验结果表明,我们的框架优于最先进的方法,在UCSD PED2和CUHK Avenue数据集上,AUC达到98.1%和89.8%。
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视频3D人类姿势估计旨在将视频中人类关节的3D坐标定位。最近的基于变压器的方法着重于从顺序2D姿势捕获时空信息,由于在2D姿势估计的步骤中丢失了视觉深度特征,因此无法有效地对上下文深度特征进行建模。在本文中,我们将范式简化为端到端框架,实例引导的视频变压器(IVT),该范式可以有效地从视觉特征中学习时空的上下文深度信息,并直接从视频框架中预测3D姿势。特别是,我们首先将视频框架作为一系列实例引导令牌,每个令牌都可以预测人类实例的3D姿势。这些令牌包含身体结构信息,因为它们是由关节偏移从人体中心到相应身体关节的指导提取的。然后,这些令牌被发送到IVT中,以学习时空的上下文深度。此外,我们提出了一种跨尺度实例引导的注意机制,以处理多个人之间的变异量表。最后,每个人的3D姿势都是通过坐标回归从实例引导的代币中解码的。在三个广泛使用的3D姿势估计基准上进行的实验表明,拟议的IVT实现了最先进的性能。
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传统上,视频异常检测(VAD)以两种主要方法进行了解决:基于重建的方法和基于预测的方法。当基于重建的方法学会概括输入图像时,该模型仅学习身份功能并强烈引起所谓的概括问题。另一方面,由于基于预测的框架学会预测以前几个帧的未来框架,因此它们对概括性问题的敏感性不太敏感。但是,仍然不确定该模型是否可以学习视频的时空上下文。我们的直觉是,对视频的时空环境的理解在VAD中起着至关重要的作用,因为它提供了有关视频剪辑中事件的出现如何变化的精确信息。因此,为了充分利用视频情况下的上下文信息以进行异常检测,我们设计了具有三个不同上下文预测流的变压器模型:掩盖,整体和部分。通过学习预测连续正常帧的缺失帧,我们的模型可以有效地学习视频中的各种正态性模式,这会导致异常情况下不适合学习环境的异常情况。为了验证我们的方法的有效性,我们在公共基准数据集上评估了我们的模型:USCD Pateestrian 2,Cuhk Avenue和Shanghaitech,并以重建错误的异常得分度量评估了性能。结果表明,与现有的视频异常检测方法相比,我们提出的方法实现了竞争性能。
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本文提出了一个简单的基线框架,用于基于视频的2D/3D人姿势估计,该估计可以比现有作品实现10倍提高效率,而无需任何性能降级,名为Deciwatch。与当前在视频中估算每个帧的解决方案不同,Deciwatch引入了一个简单而有效的样品探测框架框架,该框架只能通过人类动作的连续性和轻巧的姿势表示,仅观看稀疏采样的框架。具体而言,DeciWatch均匀地示例少于10%的视频帧以进行详细估计,以有效的变压器体系结构来确定估计的2D/3D姿势,然后使用另一个基于变压器的网络准确地恢复其余帧。通过四个数据集的三个基于视频的人姿势估计和身体网格恢复任务的全面实验结果验证了Deciwatch的效率和有效性。代码可在https://github.com/cure-lab/deciwatch上找到。
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Weakly supervised detection of anomalies in surveillance videos is a challenging task. Going beyond existing works that have deficient capabilities to localize anomalies in long videos, we propose a novel glance and focus network to effectively integrate spatial-temporal information for accurate anomaly detection. In addition, we empirically found that existing approaches that use feature magnitudes to represent the degree of anomalies typically ignore the effects of scene variations, and hence result in sub-optimal performance due to the inconsistency of feature magnitudes across scenes. To address this issue, we propose the Feature Amplification Mechanism and a Magnitude Contrastive Loss to enhance the discriminativeness of feature magnitudes for detecting anomalies. Experimental results on two large-scale benchmarks UCF-Crime and XD-Violence manifest that our method outperforms state-of-the-art approaches.
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The existing methods for video anomaly detection mostly utilize videos containing identifiable facial and appearance-based features. The use of videos with identifiable faces raises privacy concerns, especially when used in a hospital or community-based setting. Appearance-based features can also be sensitive to pixel-based noise, straining the anomaly detection methods to model the changes in the background and making it difficult to focus on the actions of humans in the foreground. Structural information in the form of skeletons describing the human motion in the videos is privacy-protecting and can overcome some of the problems posed by appearance-based features. In this paper, we present a survey of privacy-protecting deep learning anomaly detection methods using skeletons extracted from videos. We present a novel taxonomy of algorithms based on the various learning approaches. We conclude that skeleton-based approaches for anomaly detection can be a plausible privacy-protecting alternative for video anomaly detection. Lastly, we identify major open research questions and provide guidelines to address them.
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Video anomaly detection (VAD) -- commonly formulated as a multiple-instance learning problem in a weakly-supervised manner due to its labor-intensive nature -- is a challenging problem in video surveillance where the frames of anomaly need to be localized in an untrimmed video. In this paper, we first propose to utilize the ViT-encoded visual features from CLIP, in contrast with the conventional C3D or I3D features in the domain, to efficiently extract discriminative representations in the novel technique. We then model long- and short-range temporal dependencies and nominate the snippets of interest by leveraging our proposed Temporal Self-Attention (TSA). The ablation study conducted on each component confirms its effectiveness in the problem, and the extensive experiments show that our proposed CLIP-TSA outperforms the existing state-of-the-art (SOTA) methods by a large margin on two commonly-used benchmark datasets in the VAD problem (UCF-Crime and ShanghaiTech Campus). The source code will be made publicly available upon acceptance.
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