Due to the scarcity of manually annotated data required for fine-grained video understanding, few-shot fine-grained (FS-FG) action recognition has gained significant attention, with the aim of classifying novel fine-grained action categories with only a few labeled instances. Despite the progress made in FS coarse-grained action recognition, current approaches encounter two challenges when dealing with the fine-grained action categories: the inability to capture subtle action details and the insufficiency of learning from limited data that exhibit high intra-class variance and inter-class similarity. To address these limitations, we propose M$^3$Net, a matching-based framework for FS-FG action recognition, which incorporates \textit{multi-view encoding}, \textit{multi-view matching}, and \textit{multi-view fusion} to facilitate embedding encoding, similarity matching, and decision making across multiple viewpoints. \textit{Multi-view encoding} captures rich contextual details from the intra-frame, intra-video, and intra-episode perspectives, generating customized higher-order embeddings for fine-grained data. \textit{Multi-view matching} integrates various matching functions enabling flexible relation modeling within limited samples to handle multi-scale spatio-temporal variations by leveraging the instance-specific, category-specific, and task-specific perspectives. \textit{Multi-view fusion} consists of matching-predictions fusion and matching-losses fusion over the above views, where the former promotes mutual complementarity and the latter enhances embedding generalizability by employing multi-task collaborative learning. Explainable visualizations and experimental results on three challenging benchmarks demonstrate the superiority of M$^3$Net in capturing fine-grained action details and achieving state-of-the-art performance for FS-FG action recognition.


翻译:由于细粒度视频理解所需的人工标注数据稀缺,少样本细粒度动作识别(FS-FG)受到广泛关注,其目标是在仅有少量标注样本的条件下对新颖的细粒度动作类别进行分类。尽管少样本粗粒度动作识别已取得进展,但现有方法在处理细粒度动作类别时仍面临两大挑战:无法捕捉细微动作细节,以及在类内方差大、类间相似度高的有限数据中学习不足。为解决上述问题,我们提出M$^3$Net——一种基于匹配的FS-FG动作识别框架,该框架融合了多视角编码、多视角匹配与多视角融合,以促进来自多视角的嵌入编码、相似度匹配及决策制定。多视角编码从帧内、视频内及情节内视角捕捉丰富的上下文细节,为细粒度数据生成定制化的高阶嵌入。多视角匹配整合多种匹配函数,通过利用实例特定、类别特定及任务特定的视角,在有限样本内实现灵活的关系建模以应对多尺度时空变化。多视角融合包含上述视角上的匹配-预测融合与匹配-损失融合,前者促进相互互补性,后者通过多任务协同学习增强嵌入泛化能力。在三个具有挑战性的基准数据集上的可解释可视化结果与实验表明,M$^3$Net在捕捉细粒度动作细节方面具有优越性,并在FS-FG动作识别中达到了最先进性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

小样本学习(Few-Shot Learning,以下简称 FSL )用于解决当可用的数据量比较少时,如何提升神经网络的性能。在 FSL 中,经常用到的一类方法被称为 Meta-learning。和普通的神经网络的训练方法一样,Meta-learning 也包含训练过程和测试过程,但是它的训练过程被称作 Meta-training 和 Meta-testing。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
2+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
6+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员