相机陷阱,无人观察设备和基于深度学习的图像识别系统在收集和分析野生动植物图像方​​面的努力大大减少了。但是,通过上述设备收集的数据表现出1)长尾巴和2)开放式分布问题。为了解决开放设定的长尾识别问题,我们提出了包括三个关键构件的时间流面膜注意网络:1)光流模块,2)注意残留模块,3)一个元物质分类器。我们使用光流模块提取顺序帧的时间特征,并使用注意残留块学习信息表示。此外,我们表明,应用元装置技术可以在开放式长尾识别中提高该方法的性能。我们将此方法应用于韩国非军事区(DMZ)数据集。我们进行了广泛的实验以及定量和定性分析,以证明我们的方法有效地解决了开放式的长尾识别问题,同时对未知类别进行了强大的态度。
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大多数现有的最新视频分类方法假设训练数据遵守统一的分布。但是,现实世界中的视频数据通常会表现出不平衡的长尾巴分布,从而导致模型偏见对头等阶层,并且在尾巴上的性能相对较低。虽然当前的长尾分类方法通常集中在图像分类上,但将其调整到视频数据并不是微不足道的扩展。我们提出了一种端到端的多专家分布校准方法,以基于两级分布信息来应对这些挑战。该方法共同考虑了每个类别中样品的分布(类内部分布)和各种数据(类间分布)的总体分布,以解决在长尾分布下数据不平衡数据的问题。通过对两级分布信息进行建模,该模型可以共同考虑头等阶层和尾部类别,并将知识从头等阶层显着转移,以提高尾部类别的性能。广泛的实验验证了我们的方法是否在长尾视频分类任务上实现了最先进的性能。
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Real world data often have a long-tailed and open-ended distribution. A practical recognition system must classify among majority and minority classes, generalize from a few known instances, and acknowledge novelty upon a never seen instance. We define Open Long-Tailed Recognition (OLTR) as learning from such naturally distributed data and optimizing the classification accuracy over a balanced test set which include head, tail, and open classes. OLTR must handle imbalanced classification, few-shot learning, and open-set recognition in one integrated algorithm, whereas existing classification approaches focus only on one aspect and deliver poorly over the entire class spectrum. The key challenges are how to share visual knowledge between head and tail classes and how to reduce confusion between tail and open classes.We develop an integrated OLTR algorithm that maps an image to a feature space such that visual concepts can easily relate to each other based on a learned metric that respects the closed-world classification while acknowledging the novelty of the open world. Our so-called dynamic metaembedding combines a direct image feature and an associated memory feature, with the feature norm indicating the familiarity to known classes. On three large-scale OLTR datasets we curate from object-centric ImageNet, scenecentric Places, and face-centric MS1M data, our method consistently outperforms the state-of-the-art. Our code, datasets, and models enable future OLTR research and are publicly available at https://liuziwei7.github. io/projects/LongTail.html.
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现实世界中的数据通常显示出长尾巴的开放式(带有看不见的类)分布。实践识别系统必须在多数(头)和少数族裔(尾巴)阶级之间取得平衡,在整个分布中进行概括,并承认新颖的阶级(公开阶级)。我们将开放的长尾识别++(OLTR ++)定义为从这种自然分布的数据中学习,并优化了包括已知和开放类的平衡测试集的分类精度。 OLTR ++在一种集成算法中处理不平衡的分类,很少的学习,开放式识别和积极学习,而现有的分类方法通常仅着眼于一个或两个方面,并且在整个频谱中交付不佳。关键挑战是:1)如何在头和尾巴之间共享视觉知识,2)如何减少尾巴和开放式阶级之间的混淆,以及3)如何用学习知识积极地探索开放的课程。我们的算法OLTR ++将图像映射到特征空间,以便视觉概念可以通过记忆关联机制和学识渊博的指标(动态元元素)相互关联,这两者都尊重所封闭的见解类别的封闭世界分类并承认的新颖性打开课程。此外,我们提出了一个基于视觉记忆的主动学习方案,该方案学会以数据效率的方式识别未来扩展的开放类。在三个大规模开放的长尾数据集中,我们从Imagenet(以对象为中心),位置(以场景为中心)和MS1M(面部为中心)数据策划了三个标准基准(CIFAR-10-LT,CIFAR,CIFAR,CIFAR) -100-LT和Inaturalist-18),我们作为统一框架的方法始终展示竞争性能。值得注意的是,我们的方法还显示出积极探索开放阶级和对少数群体的公平分析的强大潜力。
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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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常规的去命名方法依赖于所有样品都是独立且分布相同的假设,因此最终的分类器虽然受到噪声的干扰,但仍然可以轻松地将噪声识别为训练分布的异常值。但是,在不可避免地长尾巴的大规模数据中,该假设是不现实的。这种不平衡的训练数据使分类器对尾巴类别的歧视性较小,而尾巴类别的差异化现在变成了“硬”的噪声 - 它们几乎与干净的尾巴样品一样离群值。我们将这一新挑战介绍为嘈杂的长尾分类(NLT)。毫不奇怪,我们发现大多数拖延方法无法识别出硬噪声,从而导致三个提出的NLT基准测试的性能大幅下降:Imagenet-NLT,Animal10-NLT和Food101-NLT。为此,我们设计了一个迭代嘈杂的学习框架,称为“难以容易”(H2E)。我们的引导理念是首先学习一个分类器作为噪声标识符不变的类和上下文分布变化,从而将“硬”噪声减少到“ Easy”的噪声,其删除进一步改善了不变性。实验结果表明,我们的H2E胜过最先进的方法及其在长尾设置上的消融,同时在传统平衡设置上保持稳定的性能。数据集和代码可从https://github.com/yxymessi/h2e-framework获得
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We describe an approach to learning from long-tailed, imbalanced datasets that are prevalent in real-world settings. Here, the challenge is to learn accurate "fewshot" models for classes in the tail of the class distribution, for which little data is available. We cast this problem as transfer learning, where knowledge from the data-rich classes in the head of the distribution is transferred to the data-poor classes in the tail. Our key insights are as follows. First, we propose to transfer meta-knowledge about learning-to-learn from the head classes. This knowledge is encoded with a meta-network that operates on the space of model parameters, that is trained to predict many-shot model parameters from few-shot model parameters. Second, we transfer this meta-knowledge in a progressive manner, from classes in the head to the "body", and from the "body" to the tail. That is, we transfer knowledge in a gradual fashion, regularizing meta-networks for few-shot regression with those trained with more training data. This allows our final network to capture a notion of model dynamics, that predicts how model parameters are likely to change as more training data is gradually added. We demonstrate results on image classification datasets (SUN, Places, and ImageNet) tuned for the long-tailed setting, that significantly outperform common heuristics, such as data resampling or reweighting.
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当1)培训数据集的类别分布P(Y)时,机器学习模型无法在现实世界应用程序上表现良好。现有方法无法处理存在两个问题的方案,但是对于现实世界应用程序来说,这很常见。在这项研究中,我们向前迈出了一步,研究了域转移下的长尾分类问题。我们设计了三个新颖的核心功能块,包括分布校准的分类损失,视觉语义映射和语义相似性引导性增强。此外,我们采用了一个元学习框架,该框架集成了这三个区块,以改善对看不见的目标域的域概括。为此问题提出了两个新的数据集,称为AWA2-LTS和Imagenet-LTS。我们在两个数据集上评估了我们的方法,并且广泛的实验结果表明,我们提出的方法可以比最新的长尾/域概括方法和组合实现优越的性能。源代码和数据集可以在我们的项目页面https://xiaogu.site/ltds上找到。
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很少有开放式识别旨在对可见类别的培训数据进行有限的培训数据进行分类和新颖的图像。这项任务的挑战是,该模型不仅需要学习判别性分类器,以用很少的培训数据对预定的类进行分类,而且还要拒绝从未见过的培训时间出现的未见类别的输入。在本文中,我们建议从两个新方面解决问题。首先,我们没有像在标准的封闭设置分类中那样学习看到类之间的决策边界,而是为看不见的类保留空间,因此位于这些区域中的图像被认为是看不见的类。其次,为了有效地学习此类决策边界,我们建议利用所见类的背景功能。由于这些背景区域没有显着促进近距离分类的决定,因此自然地将它们用作分类器学习的伪阶层。我们的广泛实验表明,我们提出的方法不仅要优于多个基线,而且还为三个流行的基准测试(即Tieredimagenet,Miniimagenet和Caltech-uscd Birds-birds-2011-2011(Cub))设定了新的最先进结果。
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类别不平衡数据的问题在于,由于少数类别的数据缺乏数据,分类器的泛化性能劣化。在本文中,我们提出了一种新的少数民族过度采样方法,通过利用大多数类作为背景图像的丰富背景来增加多元化的少数民族样本。为了使少数民族样本多样化,我们的主要思想是将前景补丁从少数级别粘贴到来自具有富裕环境的多数类的背景图像。我们的方法很简单,可以轻松地与现有的长尾识别方法结合。我们通过广泛的实验和消融研究证明了提出的过采样方法的有效性。如果没有任何架构更改或复杂的算法,我们的方法在各种长尾分类基准上实现了最先进的性能。我们的代码将在链接上公开提供。
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与其他类别(称为少数族裔或尾巴类)相比,很少的类或类别(称为多数或头等类别的类别)具有更高的数据样本数量,在现实世界中,长尾数据集经常遇到。在此类数据集上培训深层神经网络会给质量级别带来偏见。到目前为止,研究人员提出了多种加权损失和数据重新采样技术,以减少偏见。但是,大多数此类技术都认为,尾巴类始终是最难学习的类,因此需要更多的重量或注意力。在这里,我们认为该假设可能并不总是成立的。因此,我们提出了一种新颖的方法,可以在模型的训练阶段动态测量每个类别的瞬时难度。此外,我们使用每个班级的难度度量来设计一种新型的加权损失技术,称为“基于阶级难度的加权(CDB-W)损失”和一种新型的数据采样技术,称为“基于类别难度的采样)(CDB-S )'。为了验证CDB方法的广泛可用性,我们对多个任务进行了广泛的实验,例如图像分类,对象检测,实例分割和视频操作分类。结果验证了CDB-W损失和CDB-S可以在许多类似于现实世界中用例的类别不平衡数据集(例如Imagenet-LT,LVIS和EGTEA)上实现最先进的结果。
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相机陷阱是监视收集大量图片的野生动植物的策略。从每个物种收集的图像数量通常遵循长尾分布,即,一些类有大量实例,而许多物种只有很小的比例。尽管在大多数情况下,这些稀有物种是生态学家感兴趣的类别,但在使用深度学习模型时,它们通常被忽略,因为这些模型需要大量的培训图像。在这项工作中,我们系统地评估了最近提出的技术 - 即平方根重新采样,平衡的焦点损失和平衡的组软效果 - 以解决相机陷阱图像中动物物种的长尾视觉识别。为了得出更一般的结论,我们评估了四个计算机视觉模型家族(Resnet,Mobilenetv3,EdgitionNetV2和Swin Transformer)和具有不同特征不同的相机陷阱数据集的四个家族。最初,我们用最新的培训技巧准备了一个健壮的基线,然后应用了改善长尾识别的方法。我们的实验表明,Swin Transformer可以在不应用任何其他方法处理不平衡的方法的情况下达到稀有类别的高性能,WCS数据集的总体准确性为88.76%,Snapshot Serengeti的总体准确性为94.97%,考虑到基于位置的火车/测试拆分。通常,平方根采样是一种方法,它最大程度地提高了少数族裔阶级的表现约为10%,但以降低多数类准确性至少4%的代价。这些结果促使我们使用合并平方根采样和基线的合奏提出了一种简单有效的方法。拟议的方法实现了尾巴级的性能与头等阶级准确性的成本之间的最佳权衡。
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微表达(MES)是非自愿的面部运动,揭示了人们在高利害情况下隐藏的感受,并对医疗,国家安全,审讯和许多人机交互系统具有实际重要性。早期的MER方法主要基于传统的外观和几何特征。最近,随着各种领域的深度学习(DL)的成功,神经网络已得到MER的兴趣。不同于宏观表达,MES是自发的,微妙的,快速的面部运动,导致数据收集困难,因此具有小规模的数据集。由于上述我的角色,基于DL的MER变得挑战。迄今为止,已提出各种DL方法来解决我的问题并提高MER表现。在本调查中,我们对深度微表达识别(MER)进行了全面的审查,包括数据集,深度MER管道和最具影响力方法的基准标记。本调查定义了该领域的新分类法,包括基于DL的MER的所有方面。对于每个方面,总结和讨论了基本方法和高级发展。此外,我们得出了坚固的深层MER系统设计的剩余挑战和潜在方向。据我们所知,这是对深度MEL方法的第一次调查,该调查可以作为未来MER研究的参考点。
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真实世界的图像通常是通过对每级图像数量的显着不平衡的特征,导致长尾的分布。长尾视觉识别的有效和简单的方法是分别学习特征表示和分类器,分别使用实例和类平衡采样。在这项工作中,我们介绍一个新的框架,通过键观察,即使用实例采样学习的特征表示远远不受长尾设置的最佳选择。我们的主要贡献是一种新的培训方法,称为类别平衡蒸馏(CBD),其利用知识蒸馏来增强特征表示。 CBD允许特征表示在第二阶段的老师指导的第二次培训阶段演变。第二阶段使用类平衡的采样,以专注于非代表性的类。此框架可以自然地适应多个教师的使用,从模型的集合中解锁信息以增强识别能力。我们的实验表明,所提出的技术始终如一地优于本领域的长尾识别基准,例如想象群 - LT,Inaturatibry17和Inaturation18。
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具有注释的缺乏大规模的真实数据集使转移学习视频活动的必要性。我们的目标是为少数行动分类开发几次拍摄转移学习的有效方法。我们利用独立培训的本地视觉提示来学习可以从源域传输的表示,该源域只能使用少数示例来从源域传送到不同的目标域。我们使用的视觉提示包括对象 - 对象交互,手掌和地区内的动作,这些地区是手工位置的函数。我们采用了一个基于元学习的框架,以提取部署的视觉提示的独特和域不变组件。这使得能够在使用不同的场景和动作配置捕获的公共数据集中传输动作分类模型。我们呈现了我们转让学习方法的比较结果,并报告了阶级阶级和数据间数据间际传输的最先进的行动分类方法。
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The long-tail distribution of the visual world poses great challenges for deep learning based classification models on how to handle the class imbalance problem. Existing solutions usually involve class-balancing strategies, e.g. by loss re-weighting, data re-sampling, or transfer learning from head-to tail-classes, but most of them adhere to the scheme of jointly learning representations and classifiers. In this work, we decouple the learning procedure into representation learning and classification, and systematically explore how different balancing strategies affect them for long-tailed recognition. The findings are surprising: (1) data imbalance might not be an issue in learning high-quality representations; (2) with representations learned with the simplest instance-balanced (natural) sampling, it is also possible to achieve strong long-tailed recognition ability by adjusting only the classifier. We conduct extensive experiments and set new state-of-the-art performance on common long-tailed benchmarks like ImageNet-LT, Places-LT and iNaturalist, showing that it is possible to outperform carefully designed losses, sampling strategies, even complex modules with memory, by using a straightforward approach that decouples representation and classification. Our code is available at https://github.com/facebookresearch/classifier-balancing.
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In video person re-identification (Re-ID), the network must consistently extract features of the target person from successive frames. Existing methods tend to focus only on how to use temporal information, which often leads to networks being fooled by similar appearances and same backgrounds. In this paper, we propose a Disentanglement and Switching and Aggregation Network (DSANet), which segregates the features representing identity and features based on camera characteristics, and pays more attention to ID information. We also introduce an auxiliary task that utilizes a new pair of features created through switching and aggregation to increase the network's capability for various camera scenarios. Furthermore, we devise a Target Localization Module (TLM) that extracts robust features against a change in the position of the target according to the frame flow and a Frame Weight Generation (FWG) that reflects temporal information in the final representation. Various loss functions for disentanglement learning are designed so that each component of the network can cooperate while satisfactorily performing its own role. Quantitative and qualitative results from extensive experiments demonstrate the superiority of DSANet over state-of-the-art methods on three benchmark datasets.
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Our work focuses on tackling the challenging but natural visual recognition task of long-tailed data distribution (i.e., a few classes occupy most of the data, while most classes have rarely few samples). In the literature, class re-balancing strategies (e.g., re-weighting and re-sampling) are the prominent and effective methods proposed to alleviate the extreme imbalance for dealing with long-tailed problems. In this paper, we firstly discover that these rebalancing methods achieving satisfactory recognition accuracy owe to that they could significantly promote the classifier learning of deep networks. However, at the same time, they will unexpectedly damage the representative ability of the learned deep features to some extent. Therefore, we propose a unified Bilateral-Branch Network (BBN) to take care of both representation learning and classifier learning simultaneously, where each branch does perform its own duty separately. In particular, our BBN model is further equipped with a novel cumulative learning strategy, which is designed to first learn the universal patterns and then pay attention to the tail data gradually. Extensive experiments on four benchmark datasets, including the large-scale iNaturalist ones, justify that the proposed BBN can significantly outperform state-of-the-art methods. Furthermore, validation experiments can demonstrate both our preliminary discovery and effectiveness of tailored designs in BBN for long-tailed problems. Our method won the first place in the iNaturalist 2019 large scale species classification competition, and our code is open-source and available at https://github.com/Megvii-Nanjing/BBN . * Q. Cui and Z.-M. Chen's contribution was made when they were interns in Megvii Research Nanjing, Megvii Technology, China. X.
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最近,面部生物识别是对传统认证系统的方便替代的巨大关注。因此,检测恶意尝试已经发现具有重要意义,导致面部抗欺骗〜(FAS),即面部呈现攻击检测。与手工制作的功能相反,深度特色学习和技术已经承诺急剧增加FAS系统的准确性,解决了实现这种系统的真实应用的关键挑战。因此,处理更广泛的发展以及准确的模型的新研究区越来越多地引起了研究界和行业的关注。在本文中,我们为自2017年以来对与基于深度特征的FAS方法相关的文献综合调查。在这一主题上阐明,基于各种特征和学习方法的语义分类。此外,我们以时间顺序排列,其进化进展和评估标准(数据集内集和数据集互联集合中集)覆盖了FAS的主要公共数据集。最后,我们讨论了开放的研究挑战和未来方向。
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深度神经网络通常使用遇到数量不平衡和分类难度不平衡问题的数据集的性能很差。尽管在该领域取得了进展,但现有的两阶段方法中仍然存在数据集偏差或域转移问题。因此,提出了一个分阶段的渐进学习时间表,从而提出了从表示学习到上层分类器培训的平稳转移。这对严重失衡或较小尺度的数据集具有更大的有效性。设计了耦合 - 调节损失损失函数,耦合校正项,局灶性损失和LDAM损失。损失可以更好地处理数量不平衡和异常值,同时调节具有不同分类困难的样本的注意力重点。这些方法在多个基准数据集上取得了令人满意的结果,包括不平衡的CIFAR10,不平衡的CIFAR100,Imagenet-LT和Inaturalist 2018,并且还可以轻松地将其用于其他不平衡分类模型。
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