模态混合器:挖掘互补信息实现多模态动作识别的创新突破

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Computer Vision and Image Understanding 4.3

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  在多模态动作识别中,不同模态的互补信息及动作时间上下文至关重要。研究人员提出模态混合器(M - Mixer)网络,该网络在多个数据集上超越了现有方法。其有效利用模态间互补信息,为多模态动作识别研究开辟了新方向。

  在科技飞速发展的当下,计算机视觉领域的多模态学习备受关注。人类能够通过多种感官输入感知和与环境互动,受此启发,研究人员期望计算机也能具备类似能力,从而实现更精准的视频动作识别。早期,动作识别研究主要聚焦于单一模态,如 RGB 视频,尽管取得了一定成果,但随着研究深入,多模态融合的优势逐渐显现。然而,不同传感器采集的模态数据各具特性,如何有效利用模态间的互补信息,同时结合动作的时间上下文,成为了多模态动作识别领域的关键难题。
在此背景下,来自国外的研究人员展开了深入研究。他们提出了一种名为模态混合器(Modality Mixer,M - Mixer)的全新网络,旨在解决上述难题。该研究成果发表在《Computer Vision and Image Understanding》上,为多模态动作识别领域带来了新的突破。

研究人员在研究过程中,运用了多个关键技术方法。首先,设计了多模态上下文单元(Multi - modal Contextualization Unit,MCU),这是一种简单却高效的循环单元,负责对一种模态(如 RGB)的序列进行时间编码,并融入其他模态(如深度和红外模态)的动作内容特征。其次,引入了互补特征提取模块(Complementary Feature Extraction Module,CFEM),通过为每个模态设置单独的可学习查询嵌入,引导模块从其他模态中提取互补信息和全局动作内容。此外,还构建了多模态特征库,用于融合由 MCU 编码的模态特征,从而提取和更新跨模态和时间的共享多模态动作特征。

在研究结果部分,研究人员对 M - Mixer 网络进行了全面评估。在 NTU RGB + D 60 数据集上,采用 RGB 和深度模态时,M - Mixer 网络达到了 92.54% 的准确率;在 NTU RGB + D 120 数据集上,相同模态组合下准确率为 91.54%;在 NW - UCLA 数据集上,该网络的准确率为 94.86%。当使用 RGB、深度和红外模态时,在 NTU RGB + D 60 和 NTU RGB + D 120 数据集上,M - Mixer 网络的准确率分别达到 93.16% 和 92.66%,超越了以往的方法。通过一系列的消融实验,研究人员进一步验证了 M - Mixer 网络中各组件的有效性,如 CFEM 和多模态特征库对网络性能提升的重要作用。

研究结论表明,M - Mixer 网络成功地将多模态间的互补信息与动作的时间上下文相结合,实现了更精准的动作识别。这一成果具有重要意义,它不仅为多模态动作识别提供了新的思路和方法,推动了计算机视觉领域的发展,而且在实际应用中,如智能监控、人机交互等方面,具有广阔的应用前景。通过准确识别动作,能够提升系统的智能化水平,为人们的生活和工作带来更多便利。同时,该研究也为后续相关研究奠定了基础,鼓励更多研究人员在多模态学习领域深入探索,进一步挖掘不同模态数据的潜力,实现更强大的人工智能应用。

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