视频人体意外动作识别与定位方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    62106124
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    10.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0604.机器感知与机器视觉
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2021
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2022-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Video action analysis and understanding is a key research interest in computer vision. It has developed from early simple action recognition under restricted conditions to complex action recognition in real natural scenes. Recent researches stay at the perception of action appearance, which is difficult to understand the human psychological concept of action intention and cannot recognize and localize human unintentional actions. In order to solve the problem of model generalization caused by spurious correlation of human unintentional action in the real natural videos, this project proposes a method for recognizing and localizing unintentional action with counterfactual examples. It enables the model to learn the causal logic and achieve stable predictions by introducing causal inference theory to design a causal model, retrieving counterfactual examples to generate the external vision knowledge, constructing the contrastive learning framework between counterfactual and factual examples. To satisfy the generalization requirements caused by the uncertain labels of unintentional actions in the real natural videos, this project proposes a method for recognizing and localizing unintentional actions based on the probabilistic temporal-labels. It guides the model training and improves the generalization performance by introducing an attention mechanism to design the online aggregation learning framework, modeling uncertain labels to generate probabilistic temporal-labels, and learning reliable supervision information. The expected results of this project will promote the popularization and application of the technology of video action analysis and understanding in the fields of health monitoring, intelligent security, and autonomous driving.
视频动作分析与理解是计算机视觉领域的重点研究方向,从早期受限条件下的简单动作识别发展到真实自然场景下的复杂动作识别。目前的研究工作停留于动作表观的感知,很难理解“动作意图”这一人类心理学概念,无法实现人体意外动作的识别与定位。针对真实自然场景下人体意外动作的虚假关联引发的模型泛化问题,本项目提出基于反事实样本的人体意外动作识别与定位方法,通过引入因果推断理论以设计因果模型,检索反事实样本以生成外部视觉知识,建立事实与反事实对比学习框架,使得模型学得因果逻辑并实现稳定预测。针对人体意外动作的不确定标注引发的模型泛化需求,本项目提出基于概率时间标注的人体意外动作识别与定位方法,通过引入注意机制以设计在线聚合学习框架,建模不确定标注以生成概率时间标注,学习可靠的监督信号,指导模型训练并提升泛化性能。本项目的预期研究成果将推动视频动作分析与理解技术在健康监测、智能安防以及自动驾驶等领域的推广应用。

结项摘要

视频人体动作分析是计算机视觉领域的重点研究方向,具有广阔的应用前景,是视觉监控、数字媒体、人机交互等领域的基础性关键技术。目前,视频人体动作分析领域的模型范式在纯视觉层面的性能不断取得突破且日渐趋于饱和,其发展正面临来自理解人体动作认知建模的高层技术挑战。本项目立足于人体意外动作定位任务,从虚假关联和不确定性两方面挑战展开研究。针对计算机不具备理解人类动作意图的知识、误导模型学习虚假关联这一问题,提出基于反事实样本的意外动作定位方法,该方法引入因果推断理论设计因果模型、检索反事实样本生成外部视觉知识、建立事实与反事实对比学习框架,使得模型可学得因果逻辑、消除虚假关联、实现稳定预测。针对人体动作意向性标注存在不确定性、导致模型缺少可靠的监督信号这一问题,提出基于概率时间建模的意外动作定位方法,该方法在线学习人体意外动作监督信号、表征动作从有意转变为意外的渐进性和标注的不确定性,构建多尺度监督粒度、联合指导模型训练、解决标注不确定性引发的模型泛化能力差的问题。本项目通过解决视频人体动作在表征空间中的可解释性这一科学问题,从人体动作认知建模这一层面突破现有方法在纯视觉层面研究人体动作的局限,赋予模型在真实自然场景下理解动作意图、评价他人行为的能力,促进其在健康监测、自动驾驶、竞技体育等领域的推广应用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Probabilistic Temporal Modeling for Unintentional Action Localization
无意动作定位的概率时间建模
  • DOI:
    10.1109/tip.2022.3163544
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Image Processing
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Jinglin Xu;Guangyi Chen;Nuoxing Zhou;Wei-Shi Zheng;Jiwen Lu
  • 通讯作者:
    Jiwen Lu
Unintentional Action Localization via Counterfactual Examples
通过反事实例子进行无意识行为本地化
  • DOI:
    10.1109/tip.2022.3166278
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Image Processing
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Jinglin Xu;Guangyi Chen;Jiwen Lu;Jie Zhou
  • 通讯作者:
    Jie Zhou

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其他文献

地磁日变数据确定中顾及纬度和经度方向影响的双因子定权方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    武汉大学学报•信息科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓刚;徐婧林;张素琴;管斌
  • 通讯作者:
    管斌
基于方向和距离的双因子定权的地磁数据通化方法
  • DOI:
    10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0108
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    北京航空航天大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓刚;徐婧林;管斌;马健;段渭超
  • 通讯作者:
    段渭超

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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