在视频中检测和定位动作是实践中的重要问题。最先进的视频分析系统无法有效地回答此类动作查询，因为操作通常涉及对象之间的复杂交互，并且分布在一系列帧中；检测和本地化需要计算昂贵的深神经网络。同样重要的是要考虑整个帧序列以有效地回答查询。在本文中，我们介绍了宙斯，这是一种量身定制的视频分析系统，用于回答动作查询。我们提出了一种新颖的技术，可以使用深厚的强化学习有效地回答这些查询。宙斯训练一种强化学习代理，该学习代理人学会了自适应修改随后发送到动作分类网络的输入视频片段。代理沿三个维度改变输入段 - 采样率，段长度和分辨率。为了满足用户指定的准确性目标，宙斯的查询优化器基于精确感知的总奖励功能来训练代理。在三个不同的视频数据集上的评估表明，宙斯的表现分别优于最新的框架和窗口的过滤技术，分别高达22.1倍和4.7倍。它还始终符合所有查询中用户指定的精度目标。

本文考虑了使用嵌入式设备来获取和分类图像的设置。由于计算能力有限，嵌入式设备依赖于具有不平衡精度的简约分类模型。当认为本地分类不准确时，设备可以决定使用更准确但资源密集型的模型将图像卸载到边缘服务器。但是，资源限制（例如，网络带宽）需要调节这种传输，以避免交通拥堵和高延迟。当传输调节是通过令牌桶时，该论文调查了此卸载问题，该机制通常用于此类目的。目的是设计一种轻巧的在线卸载策略，该策略在令牌存储桶的限制下优化了特定于应用程序的指标（例如，分类精度）。该论文制定了基于深Q网络（DQN）的政策，并证明了其功效和在嵌入式设备上部署的可行性。值得注意的是，该策略可以处理复杂的输入模式，包括图像到达中的相关性和分类精度。评估是通过使用来自Imagenet图像分类基准生成的合成痕迹对局部测试床进行图像分类进行的。这项工作的实施可在https://github.com/qiujiaming315/edgeml-dqn上获得。

现代回顾性分析系统利用级联体系结构减轻瓶颈来计算深神经网络（DNNS）。但是，现有的级联反应有两个局限性：（1）解码瓶颈要么被忽视或规避，要支付重大的计算和存储成本以进行预处理； （2）系统专门用于时间查询，缺乏空间查询支持。本文介绍了COVA，这是一种新颖的级联体系结构，该结构将压缩域和像素域之间的级联计算分开以解决解码瓶颈，从而支持时间和空间查询。 COVA级联分析分为三个主要阶段，其中前两个阶段是在压缩域中执行的，而在像素域中的最后一个阶段。首先，COVA检测一组压缩帧（称为轨道）上移动对象（称为斑点）的出现。然后，使用轨道结果，Cova谨慎地选择了一组最小的帧以获取标签信息，并仅解码它们以计算完整的DNN，从而减轻了解码的瓶颈。最后，Cova将轨道与标签相结合，以产生最终分析结果，用户可以处理时间和空间查询。我们的实验表明，COVA对现代级联系统提供了4.8倍的吞吐量改进，同时施加了适度的精度损失。

Video, as a key driver in the global explosion of digital information, can create tremendous benefits for human society. Governments and enterprises are deploying innumerable cameras for a variety of applications, e.g., law enforcement, emergency management, traffic control, and security surveillance, all facilitated by video analytics (VA). This trend is spurred by the rapid advancement of deep learning (DL), which enables more precise models for object classification, detection, and tracking. Meanwhile, with the proliferation of Internet-connected devices, massive amounts of data are generated daily, overwhelming the cloud. Edge computing, an emerging paradigm that moves workloads and services from the network core to the network edge, has been widely recognized as a promising solution. The resulting new intersection, edge video analytics (EVA), begins to attract widespread attention. Nevertheless, only a few loosely-related surveys exist on this topic. A dedicated venue for collecting and summarizing the latest advances of EVA is highly desired by the community. Besides, the basic concepts of EVA (e.g., definition, architectures, etc.) are ambiguous and neglected by these surveys due to the rapid development of this domain. A thorough clarification is needed to facilitate a consensus on these concepts. To fill in these gaps, we conduct a comprehensive survey of the recent efforts on EVA. In this paper, we first review the fundamentals of edge computing, followed by an overview of VA. The EVA system and its enabling techniques are discussed next. In addition, we introduce prevalent frameworks and datasets to aid future researchers in the development of EVA systems. Finally, we discuss existing challenges and foresee future research directions. We believe this survey will help readers comprehend the relationship between VA and edge computing, and spark new ideas on EVA.

视频分析系统批判性地依赖于摄像机，捕获高质量的视频帧，以实现高分辨率的精度。虽然现代视频摄像机经常暴露数十个可配置的参数设置，但是可以通过最终用户设置的，但今天监控摄像机的部署通常使用固定的一组参数设置，因为最终用户缺少能够重新配置这些参数的技能或理解。在本文中，我们首先表明，在典型的监视摄像机部署中，环境条件变化可能会显着影响人员检测，面部检测和面部识别等分析单元的准确性，以及如何通过动态调整相机设置来减轻这种不利影响。然后我们提出了Camtuner，这是一个可以轻松应用于现有视频分析管道（VAP）的框架，以实现复杂相机设置的自动和动态调整，以改变环境条件，并自主优化VAP中分析单元（AU）的准确性。 Camtuner基于Sarsa加固学习（RL），它包含两种新型组件：轻量级分析质量估算器和虚拟相机。 Camtuner在一个具有轴监控摄像头的系统中实现，几个VAP（具有各种AUS），在机场入口处加工了日常客户视频。我们的评估表明Camtuner可以快速适应更改环境。我们将Camtuner与使用静态相机设置的两种替代方法进行比较，或者每小时手动更改摄像机设置的草兵方法（基于人类对质量）。我们观察到，对于面部检测和人检测AU，与两种方法中最好的相比，Camtuner分别可以获得高达13.8％和9.2％的更高的准确性（两个AUS的8％的平均提高）。

我们提出了一种新的四管齐下的方法，在文献中首次建立消防员的情境意识。我们构建了一系列深度学习框架，彼此之叠，以提高消防员在紧急首次响应设置中进行的救援任务的安全性，效率和成功完成。首先，我们使用深度卷积神经网络（CNN）系统，以实时地分类和识别来自热图像的感兴趣对象。接下来，我们将此CNN框架扩展了对象检测，跟踪，分割与掩码RCNN框架，以及具有多模级自然语言处理（NLP）框架的场景描述。第三，我们建立了一个深入的Q学习的代理，免受压力引起的迷失方向和焦虑，能够根据现场消防环境中观察和存储的事实来制定明确的导航决策。最后，我们使用了一种低计算无监督的学习技术，称为张量分解，在实时对异常检测进行有意义的特征提取。通过这些临时深度学习结构，我们建立了人工智能系统的骨干，用于消防员的情境意识。要将设计的系统带入消防员的使用，我们设计了一种物理结构，其中处理后的结果被用作创建增强现实的投入，这是一个能够建议他们所在地的消防员和周围的关键特征，这对救援操作至关重要在手头，以及路径规划功能，充当虚拟指南，以帮助迷彩的第一个响应者恢复安全。当组合时，这四种方法呈现了一种新颖的信息理解，转移和综合方法，这可能会大大提高消防员响应和功效，并降低寿命损失。

我们介绍了在视频中发现时间精确，细粒度事件的任务（检测到时间事件的精确时刻）。精确的斑点需要模型在全球范围内对全日制动作规模进行推理，并在本地识别微妙的框架外观和运动差异，以识别这些动作过程中事件的识别。令人惊讶的是，我们发现，最高的绩效解决方案可用于先前的视频理解任务，例如操作检测和细分，不能同时满足这两个要求。作为响应，我们提出了E2E点，这是一种紧凑的端到端模型，在精确的发现任务上表现良好，可以在单个GPU上快速培训。我们证明，E2E点的表现明显优于最近根据视频动作检测，细分和将文献发现到精确的发现任务的基线。最后，我们为几个细粒度的运动动作数据集贡献了新的注释和分裂，以使这些数据集适用于未来的精确发现工作。

在这项工作中，我们提出并评估了一种新的增强学习方法，紧凑体验重放（编者），它使用基于相似转换集的复发的预测目标值的时间差异学习，以及基于两个转换的经验重放的新方法记忆。我们的目标是减少在长期累计累计奖励的经纪人培训所需的经验。它与强化学习的相关性与少量观察结果有关，即它需要实现类似于文献中的相关方法获得的结果，这通常需要数百万视频框架来培训ATARI 2600游戏。我们举报了在八个挑战街机学习环境（ALE）挑战游戏中，为仅10万帧的培训试验和大约25,000次迭代的培训试验中报告了培训试验。我们还在与基线的同一游戏中具有相同的实验协议的DQN代理呈现结果。为了验证从较少数量的观察结果近似于良好的政策，我们还将其结果与从啤酒的基准上呈现的数百万帧中获得的结果进行比较。

强化学习（RL）为解决各种复杂的决策任务提供了新的机会。但是，现代的RL算法，例如，深Q学习是基于深层神经网络，在Edge设备上运行时的计算成本很高。在本文中，我们提出了QHD，一种高度增强的学习，它模仿了大脑特性，以实现健壮和实时学习。 QHD依靠轻巧的大脑启发模型来学习未知环境中的最佳政策。我们首先建立一个新颖的数学基础和编码模块，该模块将状态行动空间映射到高维空间中。因此，我们开发了一个高维回归模型，以近似Q值函数。 QHD驱动的代理通过比较每个可能动作的Q值来做出决定。我们评估了不同的RL培训批量和本地记忆能力对QHD学习质量的影响。我们的QHD也能够以微小的本地记忆能力在线学习，这与培训批量大小一样小。 QHD通过进一步降低记忆容量和批处理大小来提供实时学习。这使得QHD适用于在边缘环境中高效的增强学习，这对于支持在线和实时学习至关重要。我们的解决方案还支持少量的重播批量大小，与DQN相比，该批量的速度为12.3倍，同时确保质量损失最小。我们的评估显示了实时学习的QHD能力，比最先进的Deep RL算法提供了34.6倍的速度和更高的学习质量。

在本文中，我们提出了一个名为OcSampler的框架，以探索一个紧凑而有效的视频表示，其中一个短剪辑以获得高效的视频识别。最近的作品宁愿通过根据其重要性选择一个框架作为顺序决策任务的帧采样，而我们呈现了一个专用的学习实例的视频冷凝策略的新范式，以选择仅在单个视频中表示整个视频的信息帧步。我们的基本动机是高效的视频识别任务在于一次地处理整个序列而不是顺序拾取帧。因此，这些策略在一个步骤中与简单而有效的策略网络一起导出从光加权略微脱脂网络。此外，我们以帧编号预算扩展了所提出的方法，使框架能够以尽可能少的帧的高度置信度产生正确的预测。四个基准测试，即ActivityNet，Mini-Kinetics，FCVID，Mini-Sports1M的实验证明了我们在准确性，理论计算费用，实际推理速度方面对先前方法的效果。我们还在不同分类器，采样框架和搜索空间上评估其泛化电量。特别是，我们在ActivityNet上达到76.9％的地图和21.7 GFLOPS，具有令人印象深刻的吞吐量：123.9个视频/ s在单个Titan XP GPU上。

尽管深度强化学习（RL）最近取得了许多成功，但其方法仍然效率低下，这使得在数据方面解决了昂贵的许多问题。我们的目标是通过利用未标记的数据中的丰富监督信号来进行学习状态表示，以解决这一问题。本文介绍了三种不同的表示算法，可以访问传统RL算法使用的数据源的不同子集使用：（i）GRICA受到独立组件分析（ICA）的启发，并训练深层神经网络以输出统计独立的独立特征。输入。 Grica通过最大程度地减少每个功能与其他功能之间的相互信息来做到这一点。此外，格里卡仅需要未分类的环境状态。 （ii）潜在表示预测（LARP）还需要更多的上下文：除了要求状态作为输入外，它还需要先前的状态和连接它们的动作。该方法通过预测当前状态和行动的环境的下一个状态来学习状态表示。预测器与图形搜索算法一起使用。 （iii）重新培训通过训练深层神经网络来学习国家表示，以学习奖励功能的平滑版本。该表示形式用于预处理输入到深度RL，而奖励预测指标用于奖励成型。此方法仅需要环境中的状态奖励对学习表示表示。我们发现，每种方法都有其优势和缺点，并从我们的实验中得出结论，包括无监督的代表性学习在RL解决问题的管道中可以加快学习的速度。

We wish to automatically predict the "speediness" of moving objects in videos-whether they move faster, at, or slower than their "natural" speed. The core component in our approach is SpeedNet-a novel deep network trained to detect if a video is playing at normal rate, or if it is sped up. SpeedNet is trained on a large corpus of natural videos in a self-supervised manner, without requiring any manual annotations. We show how this single, binary classification network can be used to detect arbitrary rates of speediness of objects. We demonstrate prediction results by Speed-Net on a wide range of videos containing complex natural motions, and examine the visual cues it utilizes for making those predictions. Importantly, we show that through predicting the speed of videos, the model learns a powerful and meaningful space-time representation that goes beyond simple motion cues. We demonstrate how those learned features can boost the performance of self-supervised action recognition, and can be used for video retrieval. Furthermore, we also apply SpeedNet for generating time-varying, adaptive video speedups, which can allow viewers to watch videos faster, but with less of the jittery, unnatural motions typical to videos that are sped up uniformly.

The last decade witnessed increasingly rapid progress in self-driving vehicle technology, mainly backed up by advances in the area of deep learning and artificial intelligence. The objective of this paper is to survey the current state-of-the-art on deep learning technologies used in autonomous driving. We start by presenting AI-based self-driving architectures, convolutional and recurrent neural networks, as well as the deep reinforcement learning paradigm. These methodologies form a base for the surveyed driving scene perception, path planning, behavior arbitration and motion control algorithms. We investigate both the modular perception-planning-action pipeline, where each module is built using deep learning methods, as well as End2End systems, which directly map sensory information to steering commands. Additionally, we tackle current challenges encountered in designing AI architectures for autonomous driving, such as their safety, training data sources and computational hardware. The comparison presented in this survey helps to gain insight into the strengths and limitations of deep learning and AI approaches for autonomous driving and assist with design choices. 1

With the development of deep representation learning, the domain of reinforcement learning (RL) has become a powerful learning framework now capable of learning complex policies in high dimensional environments. This review summarises deep reinforcement learning (DRL) algorithms and provides a taxonomy of automated driving tasks where (D)RL methods have been employed, while addressing key computational challenges in real world deployment of autonomous driving agents. It also delineates adjacent domains such as behavior cloning, imitation learning, inverse reinforcement learning that are related but are not classical RL algorithms. The role of simulators in training agents, methods to validate, test and robustify existing solutions in RL are discussed.

尽管深度神经网络（DNN）已成为多个无处不在的应用程序的骨干技术，但它们在资源受限的机器中的部署，例如物联网（IoT）设备，仍然具有挑战性。为了满足这种范式的资源要求，引入了与IoT协同作用的深入推断。但是，DNN网络的分布遭受严重的数据泄漏。已经提出了各种威胁，包括黑盒攻击，恶意参与者可以恢复送入其设备的任意输入。尽管许多对策旨在实现隐私的DNN，但其中大多数会导致额外的计算和较低的准确性。在本文中，我们提出了一种方法，该方法通过重新考虑分配策略而无需牺牲模型性能来针对协作深度推断的安全性。特别是，我们检查了使该模型容易受到黑盒威胁的不同DNN分区，并得出了应分配每个设备的数据量以隐藏原始输入的所有权。我们将这种方法制定为一种优化，在该方法中，我们在共同推导的延迟与数据级别的数据级别之间建立了权衡。接下来，为了放大最佳解决方案，我们将方法塑造为支持异质设备以及多个DNN/数据集的增强学习（RL）设计。

In recent years there have been many successes of using deep representations in reinforcement learning. Still, many of these applications use conventional architectures, such as convolutional networks, LSTMs, or auto-encoders. In this paper, we present a new neural network architecture for model-free reinforcement learning. Our dueling network represents two separate estimators: one for the state value function and one for the state-dependent action advantage function. The main benefit of this factoring is to generalize learning across actions without imposing any change to the underlying reinforcement learning algorithm. Our results show that this architecture leads to better policy evaluation in the presence of many similar-valued actions. Moreover, the dueling architecture enables our RL agent to outperform the state-of-the-art on the Atari 2600 domain.

在现实世界中经营通常需要代理商来了解复杂的环境，并应用这种理解以实现一系列目标。这个问题被称为目标有条件的强化学习（GCRL），对长地平线的目标变得特别具有挑战性。目前的方法通过使用基于图形的规划算法增强目标条件的策略来解决这个问题。然而，他们努力缩放到大型高维状态空间，并采用用于有效地收集训练数据的探索机制。在这项工作中，我们介绍了继任者功能标志性（SFL），这是一种探索大型高维环境的框架，以获得熟练的政策熟练的策略。 SFL利用继承特性（SF）来捕获转换动态的能力，通过估计状态新颖性来驱动探索，并通过将状态空间作为基于非参数标志的图形来实现高级规划。我们进一步利用SF直接计算地标遍历的目标条件调节策略，我们用于在探索状态空间边缘执行计划“前沿”地标。我们在我们的Minigrid和VizDoom进行了实验，即SFL可以高效地探索大型高维状态空间和优于长地平线GCRL任务的最先进的基线。

通过流行和通用的计算机视觉挑战来判断，如想象成或帕斯卡VOC，神经网络已经证明是在识别任务中特别准确。然而，最先进的准确性通常以高计算价格出现，需要硬件加速来实现实时性能，而使用案例（例如智能城市）需要实时分析固定摄像机的图像。由于网络带宽的数量，这些流将生成，我们不能依赖于卸载计算到集中云。因此，预期分布式边缘云将在本地处理图像。但是，边缘是由性质资源约束的，这给了可以执行的计算复杂性限制。然而，需要边缘与准确的实时视频分析之间的会面点。专用轻量级型号在每相机基础上可能有所帮助，但由于相机的数量增长，除非该过程是自动的，否则它很快就会变得不可行。在本文中，我们展示并评估COVA（上下文优化的视频分析），这是一个框架，可以帮助在边缘相机中自动专用模型专业化。 COVA通过专业化自动提高轻质模型的准确性。此外，我们讨论和审查过程中涉及的每个步骤，以了解每个人所带来的不同权衡。此外，我们展示了静态相机的唯一假设如何使我们能够制定一系列考虑因素，这大大简化了问题的范围。最后，实验表明，最先进的模型，即能够概括到看不见的环境，可以有效地用作教师以以恒定的计算成本提高较小网络的教师，提高精度。结果表明，我们的COVA可以平均提高预先训练的型号的准确性，平均为21％。

在监控和搜索和救援应用程序中，重要的是在低端设备上实时执行多目标跟踪（MOT）。今天的MOT解决方案采用深度神经网络，往往具有高计算复杂性。识别帧大小对跟踪性能的影响，我们提出了深度，一种模型不可知框架尺寸选择方法，可在现有的全卷积网络基跟踪器之上进行操作，以加速跟踪吞吐量。在培训阶段，我们将可检测性分数纳入单次跟踪器架构，使得DeepScale以自我监督的方式学习不同帧大小的表示估计。在推理期间，它可以根据基于用户控制参数根据视觉内容的复杂性来调整帧大小。为了利用边缘服务器上的计算资源，我们提出了两个计算分区模式，即仅使用自适应帧大小传输和边缘服务器辅助跟踪仅适用于MOT，即边缘服务器。 MOT数据集的广泛实验和基准测试证明了深度的有效性和灵活性。与最先进的追踪器相比，DeepScale ++，DeepScale的变种实现1.57倍加速，仅在一个配置中的MOT15数据集上跟踪准确性。我们已经实现和评估了DeepScale ++，以及由NVIDIA JETSON TX2板和GPU服务器组成的小型测试平台上所提出的计算分区方案。实验显示与仅服务器或智能相机的解决方案相比跟踪性能和延迟之间的非琐碎权衡。

A long-standing challenge in artificial intelligence is lifelong learning. In lifelong learning, many tasks are presented in sequence and learners must efficiently transfer knowledge between tasks while avoiding catastrophic forgetting over long lifetimes. On these problems, policy reuse and other multi-policy reinforcement learning techniques can learn many tasks. However, they can generate many temporary or permanent policies, resulting in memory issues. Consequently, there is a need for lifetime-scalable methods that continually refine a policy library of a pre-defined size. This paper presents a first approach to lifetime-scalable policy reuse. To pre-select the number of policies, a notion of task capacity, the maximal number of tasks that a policy can accurately solve, is proposed. To evaluate lifetime policy reuse using this method, two state-of-the-art single-actor base-learners are compared: 1) a value-based reinforcement learner, Deep Q-Network (DQN) or Deep Recurrent Q-Network (DRQN); and 2) an actor-critic reinforcement learner, Proximal Policy Optimisation (PPO) with or without Long Short-Term Memory layer. By selecting the number of policies based on task capacity, D(R)QN achieves near-optimal performance with 6 policies in a 27-task MDP domain and 9 policies in an 18-task POMDP domain; with fewer policies, catastrophic forgetting and negative transfer are observed. Due to slow, monotonic improvement, PPO requires fewer policies, 1 policy for the 27-task domain and 4 policies for the 18-task domain, but it learns the tasks with lower accuracy than D(R)QN. These findings validate lifetime-scalable policy reuse and suggest using D(R)QN for larger and PPO for smaller library sizes.