Video prediction is a complex time-series forecasting task with great potential in many use cases. However, conventional methods overemphasize accuracy while ignoring the slow prediction speed caused by complicated model structures that learn too much redundant information with excessive GPU memory consumption. Furthermore, conventional methods mostly predict frames sequentially (frame-by-frame) and thus are hard to accelerate. Consequently, valuable use cases such as real-time danger prediction and warning cannot achieve fast enough inference speed to be applicable in reality. Therefore, we propose a transformer-based keypoint prediction neural network (TKN), an unsupervised learning method that boost the prediction process via constrained information extraction and parallel prediction scheme. TKN is the first real-time video prediction solution to our best knowledge, while significantly reducing computation costs and maintaining other performance. Extensive experiments on KTH and Human3.6 datasets demonstrate that TKN predicts 11 times faster than existing methods while reducing memory consumption by 17.4% and achieving state-of-the-art prediction performance on average.


翻译:视频预测是一项复杂的时间序列预测任务,在许多应用场景中具有巨大潜力。然而,传统方法过度强调准确性,却忽视了因复杂模型结构学习过多冗余信息、消耗过多GPU内存而导致的预测速度缓慢。此外,传统方法大多逐帧顺序预测帧,因此难以加速。这导致实时危险预测与预警等有价值的应用场景无法达到足够快的推理速度以在实际中适用。因此,我们提出一种基于Transformer的关键点预测神经网络(TKN),这是一种通过约束信息提取和并行预测方案来提升预测过程的无监督学习方法。据我们所知,TKN是首个实时视频预测解决方案,同时显著降低了计算成本并保持了其他性能。在KTH和Human3.6数据集上的大量实验表明,TKN在将内存消耗降低17.4%的同时,预测速度比现有方法快11倍,并平均实现了最先进的预测性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

用于识别任务的视觉 Transformer 综述
专知会员服务
77+阅读 · 2023年2月25日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年7月30日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
视频目标检测:Flow-based
极市平台
22+阅读 · 2019年5月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年10月22日
VIP会员
最新内容
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
4+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
6+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
4+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
10+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
14+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
11+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
相关基金
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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员