Recent advances in deep learning, particularly frequency dynamic convolution (FDY conv), have significantly improved sound event detection (SED) by enabling frequency-adaptive feature extraction. However, FDY conv relies on temporal average pooling, which treats all temporal frames equally, limiting its ability to capture transient sound events such as alarm bells, door knocks, and speech plosives. To address this limitation, we propose temporal attention pooling frequency dynamic convolution (TFD conv) to replace temporal average pooling with temporal attention pooling (TAP). TAP adaptively weights temporal features through three complementary mechanisms: time attention pooling (TA) for emphasizing salient features, velocity attention pooling (VA) for capturing transient changes, and conventional average pooling for robustness to stationary signals. Ablation studies show that TFD conv improves average PSDS1 by 3.02% over FDY conv with only a 14.8% increase in parameter count. Classwise ANOVA and Tukey HSD analysis further demonstrate that TFD conv significantly enhances detection performance for transient-heavy events, outperforming existing FDY conv models. Notably, TFD conv achieves a maximum PSDS1 score of 0.456, surpassing previous state-of-the-art SED systems. We also explore the compatibility of TAP with other FDY conv variants, including dilated FDY conv (DFD conv), partial FDY conv (PFD conv), and multi-dilated FDY conv (MDFD conv). Among these, the integration of TAP with MDFD conv achieves the best result with a PSDS1 score of 0.459, validating the complementary strengths of temporal attention and multi-scale frequency adaptation. These findings establish TFD conv as a powerful and generalizable framework for enhancing both transient sensitivity and overall feature robustness in SED.


翻译:深度学习的最新进展,特别是频率动态卷积(FDY conv),通过实现频率自适应的特征提取,显著提升了声音事件检测(SED)的性能。然而,FDY conv依赖于时序平均池化,该方法对所有时间帧一视同仁,限制了其捕捉瞬态声音事件(如警报声、敲门声和语音爆破音)的能力。为克服这一局限,我们提出了时序注意力池化频率动态卷积(TFD conv),用时序注意力池化(TAP)替代时序平均池化。TAP通过三种互补机制自适应地加权时序特征:用于突出显著特征的时间注意力池化(TA)、用于捕捉瞬态变化的速率注意力池化(VA),以及用于保持对平稳信号鲁棒性的常规平均池化。消融实验表明,与FDY conv相比,TFD conv在参数量仅增加14.8%的情况下,将平均PSDS1提升了3.02%。类间方差分析和Tukey HSD分析进一步证明,TFD conv显著增强了对瞬态丰富事件的检测性能,优于现有的FDY conv模型。值得注意的是,TFD conv取得了0.456的最高PSDS1分数,超越了先前最先进的SED系统。我们还探索了TAP与其他FDY conv变体的兼容性,包括膨胀FDY conv(DFD conv)、部分FDY conv(PFD conv)和多膨胀FDY conv(MDFD conv)。其中,TAP与MDFD conv的集成取得了最佳结果,PSDS1分数达到0.459,验证了时序注意力与多尺度频率自适应之间的互补优势。这些发现确立了TFD conv作为一个强大且可推广的框架,能够有效增强SED中的瞬态敏感性和整体特征鲁棒性。

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
【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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
18+阅读 · 2017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
46+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
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
28+阅读 · 2021年9月26日
VIP会员
相关VIP内容
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
18+阅读 · 2017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
46+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
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