Leveraging spatiotemporal information in videos is critical for weakly supervised video object localization (WSVOL) tasks. However, state-of-the-art methods only rely on visual and motion cues, while discarding discriminative information, making them susceptible to inaccurate localizations. Recently, discriminative models have been explored for WSVOL tasks using a temporal class activation mapping (CAM) method. Although their results are promising, objects are assumed to have limited movement from frame to frame, leading to degradation in performance for relatively long-term dependencies. This paper proposes a novel CAM method for WSVOL that exploits spatiotemporal information in activation maps during training without constraining an object's position. Its training relies on Co-Localization, hence, the name CoLo-CAM. Given a sequence of frames, localization is jointly learned based on color cues extracted across the corresponding maps, by assuming that an object has similar color in consecutive frames. CAM activations are constrained to respond similarly over pixels with similar colors, achieving co-localization. This improves localization performance because the joint learning creates direct communication among pixels across all image locations and over all frames, allowing for transfer, aggregation, and correction of localizations. Co-localization is integrated into training by minimizing the color term of a conditional random field (CRF) loss over a sequence of frames/CAMs. Extensive experiments on two challenging YouTube-Objects datasets of unconstrained videos show the merits of our CoLo-CAM method, and its robustness to long-term dependencies, leading to new state-of-the-art performance for WSVOL task.


翻译:利用视频中的时空信息对于弱监督视频对象定位(WSVOL)任务至关重要。然而,现有最先进方法仅依赖视觉和运动线索,却丢弃了判别性信息,导致其易受不精确定位的影响。近期,判别性模型通过时序类激活映射(CAM)方法被探索用于WSVOL任务。尽管其结果具有前景,但这些方法假设对象在帧间运动有限,导致在处理较长时域依赖时性能下降。本文提出一种新型用于WSVOL的CAM方法,其在训练过程中利用激活图中的时空信息而不约束对象位置。该训练依赖于共定位(Co-Localization),故命名为CoLo-CAM。给定一个帧序列,通过假设对象在连续帧中具有相似颜色,基于对应图中提取的颜色线索联合学习定位。CAM激活被约束为在相似颜色的像素上产生类似响应,从而实现共定位。这提升了定位性能,因为联合学习使得所有图像位置及所有帧中的像素之间建立直接通信,从而实现定位的迁移、聚合与校正。通过最小化序列帧/CAM上的条件随机场(CRF)损失中的颜色项,将共定位集成到训练过程中。在两个具有挑战性的无约束视频数据集YouTube-Objects上进行的大量实验表明,CoLo-CAM方法具有优势,且对长时依赖具有鲁棒性,从而在WSVOL任务上达到了新的最先进性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
3+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
17+阅读 · 2021年7月18日
VIP会员
最新内容
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:21
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
相关资讯
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
3+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员