现有的时间动作检测(TAD)方法依赖于带有细分级注释的大量培训数据。因此,收集和注释这样的训练集非常昂贵且不可计入。半监督的TAD(SS-TAD)通过利用规模自由的未标记视频来减轻此问题。但是,SS-Tad也比有监督的TAD更具挑战性的问题,因此研究得多。先前的SS-TAD方法直接结合了现有的基于建议的TAD方法和SSL方法。由于它们的顺序定位(例如,提案生成)和分类设计,它们很容易出现误差传播。为了克服这一局限性,在这项工作中,我们提出了一种基于无建议的时间掩模(点)的新型半监督时间动作检测模型,并具有平行的定位(掩码生成)和分类体系结构。这种新颖的设计通过切断介于两者之间的错误传播途径来有效地消除了定位和分类之间的依赖性。我们进一步介绍了用于预测细化的分类和本地化之间的交互机制,以及用于自我监督模型预训练的新借口任务。对两个标准基准测试的广泛实验表明,我们的现场表现要优于最先进的替代方案,通常是很大的边距。 pytorch实施现场可在https://github.com/sauradip/spot上获得
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现有的时间动作检测(TAD)方法依赖于每个视频产生大量的建议。这导致由于提案生成和/或主张行动实例评估以及最终的高计算成本而导致复杂的模型设计。在这项工作中,我们首次提出了一个带有全局分割掩码(TAG)的无建议的时间动作检测模型。我们的核心想法是以完整的视频长度共同学习每个操作实例的全局细分面具。标签模型与基于常规建议的方法有显着不同,通过关注全球时间表示学习,直接在没有建议的情况下直接检测本地起点和终点的行动点。此外,通过对TAD进行整体建模,而不是在单个建议级别上进行本地建模,标签需要更简单的模型体系结构,计算成本较低。广泛的实验表明,尽管设计更简单,但标签的表现优于现有的TAD方法,在两个基准上实现了新的最新性能。重要的是,训练的速度更快约20倍,推理效率更高。我们的标签的Pytorch实现可在https://github.com/sauradip/tags上获得。
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现有的时间动作检测(TAD)方法依赖于大型培训数据,包括细分级注释,仅限于在推理期间单独识别先前看到的课程。为每类兴趣收集和注释一个大型培训集是昂贵的,因此无法计算。零射TAD(ZS-TAD)通过启用预训练的模型来识别任何看不见的动作类别来解决这一障碍。同时,ZS-TAD的调查大大降低,ZS-Tad也更具挑战性。受零摄像图像分类的成功的启发,我们旨在解决更复杂的TAD任务。一种直观的方法是将现成的建议探测器与剪辑样式分类集成。但是,由于顺序定位(例如,提案生成)和分类设计,它很容易进行定位误差传播。为了克服这个问题,在本文中,我们通过视觉提示(陈旧)提出了一种新型的零射击时间动作检测模型。这种新颖的设计通过破坏介于两者之间的错误传播途径来有效地消除了定位和分类之间的依赖性。我们进一步介绍了分类和定位之间的相互作用机制,以改善优化。对标准ZS-TAD视频基准测试的广泛实验表明,我们的陈旧的表现明显优于最先进的替代方案。此外,我们的模型还与最近的强大竞争对手相比,在受到监督的TAD上还能产生卓越的成果。 Stale的Pytorch实现可从https://github.com/sauradip/stale获得。
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Existing Temporal Action Detection (TAD) methods typically take a pre-processing step in converting an input varying-length video into a fixed-length snippet representation sequence, before temporal boundary estimation and action classification. This pre-processing step would temporally downsample the video, reducing the inference resolution and hampering the detection performance in the original temporal resolution. In essence, this is due to a temporal quantization error introduced during the resolution downsampling and recovery. This could negatively impact the TAD performance, but is largely ignored by existing methods. To address this problem, in this work we introduce a novel model-agnostic post-processing method without model redesign and retraining. Specifically, we model the start and end points of action instances with a Gaussian distribution for enabling temporal boundary inference at a sub-snippet level. We further introduce an efficient Taylor-expansion based approximation, dubbed as Gaussian Approximated Post-processing (GAP). Extensive experiments demonstrate that our GAP can consistently improve a wide variety of pre-trained off-the-shelf TAD models on the challenging ActivityNet (+0.2% -0.7% in average mAP) and THUMOS (+0.2% -0.5% in average mAP) benchmarks. Such performance gains are already significant and highly comparable to those achieved by novel model designs. Also, GAP can be integrated with model training for further performance gain. Importantly, GAP enables lower temporal resolutions for more efficient inference, facilitating low-resource applications. The code will be available in https://github.com/sauradip/GAP
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Few-shot (FS) and zero-shot (ZS) learning are two different approaches for scaling temporal action detection (TAD) to new classes. The former adapts a pretrained vision model to a new task represented by as few as a single video per class, whilst the latter requires no training examples by exploiting a semantic description of the new class. In this work, we introduce a new multi-modality few-shot (MMFS) TAD problem, which can be considered as a marriage of FS-TAD and ZS-TAD by leveraging few-shot support videos and new class names jointly. To tackle this problem, we further introduce a novel MUlti-modality PromPt mETa-learning (MUPPET) method. This is enabled by efficiently bridging pretrained vision and language models whilst maximally reusing already learned capacity. Concretely, we construct multi-modal prompts by mapping support videos into the textual token space of a vision-language model using a meta-learned adapter-equipped visual semantics tokenizer. To tackle large intra-class variation, we further design a query feature regulation scheme. Extensive experiments on ActivityNetv1.3 and THUMOS14 demonstrate that our MUPPET outperforms state-of-the-art alternative methods, often by a large margin. We also show that our MUPPET can be easily extended to tackle the few-shot object detection problem and again achieves the state-of-the-art performance on MS-COCO dataset. The code will be available in https://github.com/sauradip/MUPPET
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时间动作定位(TAL)旨在预测未修剪视频(即开始和结束时间)中动作实例的动作类别和时间边界。通常在大多数现有作品中都采用了完全监督的解决方案,并被证明是有效的。这些解决方案中的实际瓶颈之一是所需的大量标记培训数据。为了降低昂贵的人类标签成本,本文着重于很少调查但实用的任务,称为半监督TAL,并提出了一种有效的主动学习方法,名为Al-Stal。我们利用四个步骤来积极选择具有很高信息性的视频样本,并培训本地化模型,名为\ emph {火车,查询,注释,附加}。考虑定位模型的不确定性的两个评分函数配备了ALSTAL,从而促进了视频样本等级和选择。一个人将预测标签分布的熵作为不确定性的度量,称为时间提案熵(TPE)。另一个引入了基于相邻行动建议之间的共同信息的新指标,并评估视频样本的信息性,称为时间上下文不一致(TCI)。为了验证拟议方法的有效性,我们在两个基准数据集Thumos'14和ActivityNet 1.3上进行了广泛的实验。实验结果表明,与完全监督的学习相比,AL-Stal的表现优于现有竞争对手,并实现令人满意的表现。
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Open-World实例细分(OWIS)旨在从图像中分割类不足的实例,该图像具有广泛的现实应用程序,例如自主驾驶。大多数现有方法遵循两阶段的管道:首先执行类不足的检测,然后再进行特定于类的掩模分段。相比之下,本文提出了一个单阶段框架,以直接为每个实例生成掩码。另外,实例掩码注释在现有数据集中可能很吵。为了克服这个问题,我们引入了新的正规化损失。具体而言,我们首先训练一个额外的分支来执行预测前景区域的辅助任务(即属于任何对象实例的区域),然后鼓励辅助分支的预测与实例掩码的预测一致。关键的见解是,这种交叉任务一致性损失可以充当误差校正机制,以打击注释中的错误。此外,我们发现所提出的跨任务一致性损失可以应用于图像,而无需任何注释,将自己借给了半监督的学习方法。通过广泛的实验,我们证明了所提出的方法可以在完全监督和半监督的设置中获得令人印象深刻的结果。与SOTA方法相比,所提出的方法将$ ap_ {100} $得分提高了4.75 \%\%\%\ rightarrow $ uvo设置和4.05 \%\%\%\%\%\%\ rightarrow $ uvo设置。在半监督学习的情况下,我们的模型仅使用30 \%标记的数据学习,甚至超过了其完全监督的数据,并具有5​​0 \%标记的数据。该代码将很快发布。
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时空动作检测是视频理解的重要组成部分。当前的时空动作检测方法将首先使用对象检测器获得人候选建议。然后,该模型将将候选人分为不同的行动类别。所谓的两阶段方法很重,很难在现实世界应用中应用。一些现有的方法使用统一的模型结构,但它们使用香草模型的性能不佳,并且通常需要额外的模块来提高性能。在本文中,我们探讨了建立端到端时空动作探测器的策略,其修改最少。为此,我们提出了一种名为ME-STAD的新方法,该方法以端到端的方式解决了空间 - 周期性动作检测问题。除模型设计外,我们还提出了一种新颖的标签策略,以处理空间数据集中的稀疏注释。提出的ME-STAD比原始的两阶段探测器和减少80%的FLOPS取得更好的结果(2.2%的MAP增强)。此外,我们提出的我的stad仅具有先前方法的最小修改,并且不需要额外的组件。我们的代码将公开。
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为了提高实例级别检测/分割性能,现有的自我监督和半监督方法从未标记的数据提取非常任务 - 无关或非常任务特定的训练信号。我们认为这两种方法在任务特异性频谱的两端是任务性能的次优。利用太少的任务特定的培训信号导致底下地区任务的地面真理标签导致磨损,而相反的原因会在地面真理标签上过度装修。为此,我们提出了一种新的类别无关的半监督预测(CASP)框架,在提取来自未标记数据的训练信号中实现更有利的任务特异性平衡。与半监督学习相比,CASP通过忽略伪标签中的类信息并具有仅使用任务 - 不相关的未标记数据的单独预先预订阶段来减少训练信号的任务特异性。另一方面,CASP通过利用盒子/面具级伪标签来保留适量的任务特异性。因此,我们的预磨模模型可以更好地避免在下游任务上的FineTuned时避免在地面真理标签上抵抗/过度拟合。使用3.6M未标记的数据,我们在对象检测上实现了4.7%的显着性能增益。我们的预制模型还展示了对其他检测和分割任务/框架的优异可转移性。
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迄今为止,最强大的半监督对象检测器(SS-OD)基于伪盒,该盒子需要一系列带有微调超参数的后处理。在这项工作中,我们建议用稀疏的伪盒子以伪造的伪标签形式取代稀疏的伪盒。与伪盒相比,我们的密集伪标签(DPL)不涉及任何后处理方法,因此保留了更丰富的信息。我们还引入了一种区域选择技术,以突出关键信息,同时抑制密集标签所携带的噪声。我们将利用DPL作为密集老师的拟议的SS-OD算法命名。在可可和VOC上,密集的老师在各种环境下与基于伪盒的方法相比表现出卓越的表现。
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弱监督的动作本地化旨在仅使用视频级别的分类标签在给定的视频中进行本地化和分类。因此,现有的弱监督行动定位方法的关键问题是从弱注释中对精确预测的有限监督。在这项工作中,我们提出了视频级别和摘要级别的举止,即等级的层次策略,即等级监督和等级一致性挖掘,以最大程度地利用给定的注释和预测一致性。为此,提出了一个分层采矿网络(HIM-NET)。具体而言,它在两种谷物中挖掘了分类的层次监督:一个是通过多个实例学习捕获的地面真理类别的视频级别存在;另一个是从互补标签的角度来看,每个负标签类别的摘要级别不存在,这是通过我们提出的互补标签学习优化的。至于层次结构的一致性,HIM-NET探讨了视频级别的共同作用具有相似性和摘要级别的前景背景对立,以进行判别表示学习和一致的前景背景分离。具体而言,预测差异被视为不确定性,可以选择对拟议的前后背景协作学习的高共识。全面的实验结果表明,HIM-NET优于Thumos14和ActivityNet1.3数据集的现有方法,该数据集具有较大的利润率,通过层次挖掘监督和一致性。代码将在GitHub上提供。
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We tackle the problem of novel class discovery and localization (NCDL). In this setting, we assume a source dataset with supervision for only some object classes. Instances of other classes need to be discovered, classified, and localized automatically based on visual similarity without any human supervision. To tackle NCDL, we propose a two-stage object detection network Region-based NCDL (RNCDL) that uses a region proposal network to localize regions of interest (RoIs). We then train our network to learn to classify each RoI, either as one of the known classes, seen in the source dataset, or one of the novel classes, with a long-tail distribution constraint on the class assignments, reflecting the natural frequency of classes in the real world. By training our detection network with this objective in an end-to-end manner, it learns to classify all region proposals for a large variety of classes, including those not part of the labeled object class vocabulary. Our experiments conducted using COCO and LVIS datasets reveal that our method is significantly more effective than multi-stage pipelines that rely on traditional clustering algorithms. Furthermore, we demonstrate the generality of our approach by applying our method to a large-scale Visual Genome dataset, where our network successfully learns to detect various semantic classes without direct supervision.
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时间动作本地化在视频分析中起着重要作用,该视频分析旨在将动作定位和分类在未修剪视频中。先前的方法通常可以预测单个时间尺度的特征空间上的动作。但是,低级量表的时间特征缺乏足够的语义来进行动作分类,而高级尺度则无法提供动作边界的丰富细节。为了解决这个问题,我们建议预测多个颞尺度特征空间的动作。具体而言,我们使用不同尺度的精致特征金字塔将语义从高级尺度传递到低级尺度。此外,为了建立整个视频的长时间尺度,我们使用时空变压器编码器来捕获视频帧的远程依赖性。然后,具有远距离依赖性的精制特征被送入分类器以进行粗糙的动作预测。最后,为了进一步提高预测准确性,我们建议使用框架级别的自我注意模块来完善每个动作实例的分类和边界。广泛的实验表明,所提出的方法可以超越Thumos14数据集上的最先进方法,并在ActivityNet1.3数据集上实现可比性的性能。与A2NET(tip20,avg \ {0.3:0.7 \}),sub-action(csvt2022,avg \ {0.1:0.5 \})和afsd(cvpr21,avg \ {0.3:0.7 \}) ,提出的方法分别可以提高12.6 \%,17.4 \%和2.2 \%
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给定文本描述,时间语言接地(TLG)旨在本地化包含未经监控视频中指定语义的段的时间边界。 TLG本质上是一个具有挑战性的任务,因为它需要全面了解句子语义和视频内容。以前的作品可以在完全监督的设置中解决此任务,需要大量的时间注释或在通常无法实现令人满意的性能的弱监管设置中。由于手动注释是昂贵的,以应对有限的注释,我们通过纳入自我监督的学习以半监督方式解决TLG,并提出自我监督的半监督时间语言接地(S ^ 4TLG)。 S ^ 4TLG由两部分组成:(1)基于来自教师模型的预测,自适应为未标记的样本进行自适应生产即时伪标签的伪标签生成模块; (2)具有模态和模态对比度损耗的自我监督特征学习模块,以在视频内容一致性和视频文本对齐的约束下学习视频特征表示。我们对ActivityNet-CD-OOD和Charades-CD-OOD数据集进行了广泛的实验。结果表明,与完全监督的最新方法相比,我们所提出的S ^ 4TLG可以实现竞争性能,同时只需要一小部分时间注释。
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我们研究了视觉变压器的培训,用于半监督图像分类。变形金刚最近在众多监督的学习任务中表现出令人印象深刻的表现。令人惊讶的是,我们发现视觉变形金刚在半监督的想象中心设置上表现不佳。相比之下,卷积神经网络(CNNS)实现了小标记数据制度的卓越结果。进一步调查揭示了原因是CNN具有强大的空间归纳偏差。灵感来自这一观察,我们介绍了一个联合半监督学习框架,半统一,其中包含变压器分支,卷积分支和精心设计的融合模块,用于分支之间的知识共享。卷积分支在有限监督数据上培训,并生成伪标签,以监督变压器分支对未标记数据的培训。关于Imagenet的广泛实验表明,半统一达到75.5 \%的前1个精度,优于最先进的。此外,我们显示Semifirmer是一般框架,与大多数现代变压器和卷积神经结构兼容。
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时间动作本地化(TAL)是识别视频中一组动作的任务,该任务涉及将开始和终点定位并对每个操作实例进行分类。现有方法通过使用预定义的锚窗或启发式自下而上的边界匹配策略来解决此任务,这些策略是推理时间的主要瓶颈。此外,主要的挑战是由于缺乏全球上下文信息而无法捕获远程动作。在本文中,我们介绍了一个无锚的框架,称为HTNET,该框架预测了一组<开始时间,结束时间,类,类>三胞胎,这些视频基于变压器体系结构。在预测粗边界之后,我们通过背景特征采样(BFS)模块和分层变压器对其进行完善,这使我们的模型能够汇总全局上下文信息,并有效利用视频中固有的语义关系。我们演示了我们的方法如何在两个TAL基准数据集上定位准确的动作实例并实现最先进的性能:Thumos14和ActivityNet 1.3。
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由于其广泛的应用,例如自动驾驶,机器人技术等,认识到Point Cloud视频的人类行为引起了学术界和行业的极大关注。但是,当前的点云动作识别方法通常需要大量的数据,其中具有手动注释和具有较高计算成本的复杂骨干网络,这使得对现实世界应用程序不切实际。因此,本文考虑了半监督点云动作识别的任务。我们提出了一个蒙版的伪标记自动编码器(\ textbf {Maple})框架,以学习有效表示,以较少的注释以供点云动作识别。特别是,我们设计了一个新颖有效的\ textbf {de}耦合\ textbf {s} patial- \ textbf {t} emporal trans \ textbf {pert}(\ textbf {destbrof {destformer})作为maple的backbone。在Destformer中,4D点云视频的空间和时间维度被脱钩,以实现有效的自我注意,以学习长期和短期特征。此外,要从更少的注释中学习判别功能,我们设计了一个蒙版的伪标记自动编码器结构,以指导Destformer从可用框架中重建蒙面帧的功能。更重要的是,对于未标记的数据,我们从分类头中利用伪标签作为从蒙版框架重建功能的监督信号。最后,全面的实验表明,枫树在三个公共基准上取得了优异的结果,并且在MSR-ACTION3D数据集上以8.08 \%的精度优于最先进的方法。
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弱监督的时间动作本地化(WSTAL)旨在仅使用视频级别标签将动作定位在未修剪的视频中。当前,大多数最先进的WSTAL方法遵循多实施学习(MIL)管道:首先产生摘要级预测,然后汇总到视频级别的预测。但是,我们认为现有的方法忽略了两个重要的缺点:1)使用运动信息不足和2)盛行的跨凝结训练损失的不相容性。在本文中,我们分析了光流功能背后的运动提示是互补的信息。受到这一点的启发,我们建议建立一个与上下文有关的运动,称为运动性。具体而言,将运动图引入基于局部运动载体(例如光流)的模型运动性。此外,为了突出显示更多信息的视频片段,提出了运动引导的损失,以调节运动性得分条件的网络训练。广泛的消融研究证实,运动性有效地模拟了利益的作用,运动引导的损失会导致更准确的结果。此外,我们的运动引导损失是插件损失功能,适用于现有的WSTAL方法。基于标准的MIL管道,我们的方法在不丧失的情况下,我们的方法在三个具有挑战性的基准上实现了新的最新性能,包括Thumos'14,ActivityNet v1.2和v1.3。
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随着半监督对象检测(SS-OD)技术的最新开发,可以使用有限的标记数据和丰富的未标记数据来改进对象检测器。但是,仍然有两个挑战未解决:(1)在无锚点检测器上没有先前的SS-OD作品,并且(2)当伪标记的边界框回归时,先前的工作是无效的。在本文中,我们提出了无偏见的教师V2,其中显示了SS-OD方法对无锚定检测器的概括,并引入了无监督回归损失的侦听机制。具体而言,我们首先提出了一项研究,研究了现有的SS-OD方法在无锚固探测器上的有效性,并发现在半监督的设置下它们的性能改善要较低。我们还观察到,在无锚点检测器中使用的中心度和基于本地化的标签的盒子选择不能在半监视的设置下正常工作。另一方面,我们的聆听机制明确地阻止了在边界框回归训练中误导伪标记。我们特别开发了一种基于教师和学生的相对不确定性的新型伪标记的选择机制。这个想法有助于半监督环境中回归分支的有利改善。我们的方法适用于无锚固方法和基于锚的方法,它始终如一地对VOC,可可标准和可可添加的最新方法表现出色。
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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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