Video recognition in an open and dynamic world is quite challenging, as we need to handle different settings such as close-set, long-tail, few-shot and open-set. By leveraging semantic knowledge from noisy text descriptions crawled from the Internet, we focus on the general video recognition (GVR) problem of solving different recognition tasks within a unified framework. The core contribution of this paper is twofold. First, we build a comprehensive video recognition benchmark of Kinetics-GVR, including four sub-task datasets to cover the mentioned settings. To facilitate the research of GVR, we propose to utilize external textual knowledge from the Internet and provide multi-source text descriptions for all action classes. Second, inspired by the flexibility of language representation, we present a unified visual-linguistic framework (VLG) to solve the problem of GVR by an effective two-stage training paradigm. Our VLG is first pre-trained on video and language datasets to learn a shared feature space, and then devises a flexible bi-modal attention head to collaborate high-level semantic concepts under different settings. Extensive results show that our VLG obtains the state-of-the-art performance under four settings. The superior performance demonstrates the effectiveness and generalization ability of our proposed framework. We hope our work makes a step towards the general video recognition and could serve as a baseline for future research. The code and models will be available at https://github.com/MCG-NJU/VLG.
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基于深度学习的模型在现实世界中处理长尾数据时遇到挑战。现有解决方案通常采用一些平衡策略或转移学习来应对类别不平衡问题,基于图像模态。在这项工作中,我们提出了一种视觉语言长尾识别框架,称为VL-LTR,并对介绍长尾识别(LTR)引入文本方式的益处进行实证研究。与现有方法相比,建议的VL-LTR具有以下优点。 (1)我们的方法不仅可以从图像中学习视觉表示,还可以从Internet收集的嘈杂类级文本描述中学习相应的语言表示; (2)我们的方法可以有效地利用学习的视觉语言表示来提高视觉识别性能,尤其适用于具有较少图像样本的类。我们还开展广泛的实验,并在广泛使用的LTR基准上设定了新的最先进的性能。值得注意的是,我们的方法在想象中实现了77.2%的总体准确性 - 这显着优于超过17分的最佳方法,并且接近完整的想象集的主要性能培训。代码应释放。
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对比性语言图像预测在学习网络尺度数据的视觉文本联合表示方面取得了巨大的成功,这表明了各种图像任务的显着“零射”概括能力。但是,如何有效地将这种新的语言图像预处理方法扩展到视频域仍然是一个开放的问题。在这项工作中,我们提出了一种简单而有效的方法,该方法将预验证的语言图像模型直接适应视频识别,而不是从头开始预处理新模型。更具体地说,为了捕获沿时间维度框架的远距离依赖性,我们提出了一种跨框架注意机制,该机制明确地跨帧交换信息。这样的模块是轻量级的,可以无缝地插入验证的语言图像模型中。此外,我们提出了一个特定于视频的提示方案,该方案利用视频内容信息生成歧视性文本提示。广泛的实验表明,我们的方法是有效的,可以推广到不同的视频识别方案。特别是,在完全监督的设置下,我们的方法在Kinectics-400上获得了最高1的精度为87.1%,而与SWIN-L和Vivit-H相比,使用量少12倍。在零拍摄的实验中,我们的方法超过了当前的最新方法 +7.6%和 +14.9%,而在两个流行协议下,TOP-1的准确性。在少数拍摄的情况下,当标记的数据非常有限时,我们的方法优于先前的最佳方法 +32.1%和 +23.1%。代码和型号可在https://aka.ms/x-clip上找到
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视觉语言预培训对从大规模Web数据学习联合视觉文本表示的巨大成功,展示了零拍广泛的显着能力。本文介绍了一种简单的方法,可以将一个预先训练的视觉语言模型有效地调整到具有最小培训的新型任务,以及这里,我们考虑视频了解任务。具体而言,我们建议优化几个随机向量,称为连续提示向量,将新颖任务转换为与预培训目标相同的格式。此外,为了弥合静态图像和视频之间的差距,用堆叠在框架明智的视觉特征之上的轻量压变压器编码时分信息。在实验上,我们进行广泛的消融研究,以分析关键组成部分和必需品。在9个公共基准的行动认可,行动本地化和文本 - 视频检索,跨封闭式,几次射击,开放式场景,我们为现有方法实现了竞争或最先进的性能,尽管培训显着更少的参数。
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Vision-language models (VLMs) that are pre-trained on large-scale image-text pairs have demonstrated impressive transferability on a wide range of visual tasks. Transferring knowledge from such powerful pre-trained VLMs is emerging as a promising direction for building effective video recognition models. However, the current exploration is still limited. In our opinion, the greatest charm of pre-trained vision-language models is to build a bridge between visual and textual domains. In this paper, we present a novel framework called BIKE which utilizes the cross-modal bridge to explore bidirectional knowledge: i) We propose a Video Attribute Association mechanism which leverages the Video-to-Text knowledge to generate textual auxiliary attributes to complement video recognition. ii) We also present a Temporal Concept Spotting mechanism which uses the Text-to-Video expertise to capture temporal saliency in a parameter-free manner to yield enhanced video representation. The extensive studies on popular video datasets (ie, Kinetics-400 & 600, UCF-101, HMDB-51 and ActivityNet) show that our method achieves state-of-the-art performance in most recognition scenarios, eg, general, zero-shot, and few-shot video recognition. To the best of our knowledge, our best model achieves a state-of-the-art accuracy of 88.4% on challenging Kinetics-400 with the released CLIP pre-trained model.
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视觉世界自然地展现了一个长尾的开放类分布,这对现代视觉系统带来了巨大挑战。现有方法可以执行类重新平衡策略或直接改进网络模块以解决问题。然而,他们仍然用有限一套预定义标签训练模型,限制了他们的监督信息并限制了他们对新颖实例的可转移性。新途径上的大型对比视觉普瑞宁普雷宁闪光灯的最新进展,可视识别。利用开放词汇监督,预先染色的对比视觉语言模型学习强大的多模式表示,这是对处理数据缺陷和看不见的概念。通过计算视觉和文本输入之间的语义相似性,可视识别被转换为vision语言匹配问题。灵感来自于此,我们提出了民谣,利用了对比尾识别的对比视觉模型。我们首先通过对特定的长尾目标数据集进行对比学习继续预先预留视觉语言骨干。之后,我们冻结了骨干,进一步采用了额外的适配器层,以增强通过重新采样策略构建的平衡训练样本上的尾级课程的表示。已经在三个流行的长尾识别基准测试中进行了广泛的实验。因此,我们简单有效的方法设定了新的最先进的表演,优于具有大边距的竞争基础。代码在https://github.com/gaopengcuhk/ballad发布。
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从任务不足的预训练的深层模型中转移知识以进行下游任务是计算机视觉研究中的一个重要主题。随着计算能力的增长,我们现在拥有大规模的模型体系结构和数据量的开源视觉语言预培训模型。在这项研究中,我们专注于转移视力分类任务的知识。传统方法随机初始化线性分类器头进行视觉分类,但是它们将文本编码器的用法留为未发现的下游视觉识别任务。在本文中,我们修改了线性分类器的角色,并用对象类别的嵌入式语言表示替换分类器。这些语言表示是从视觉语言预训练模型的文本编码器初始化的,以进一步利用其良好的语言模型参数。实证研究表明,我们的方法提高了视频分类的性能和训练速度,模型的变化微不足道。特别是,我们的范式在动力学400上实现了87.3%的最新准确性。
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Large-scale multi-modal training with image-text pairs imparts strong generalization to CLIP model. Since training on a similar scale for videos is infeasible, recent approaches focus on the effective transfer of image-based CLIP to the video domain. In this pursuit, new parametric modules are added to learn temporal information and inter-frame relationships which require meticulous design efforts. Furthermore, when the resulting models are learned on videos, they tend to overfit on the given task distribution and lack in generalization aspect. This begs the following question: How to effectively transfer image-level CLIP representations to videos? In this work, we show that a simple Video Fine-tuned CLIP (ViFi-CLIP) baseline is generally sufficient to bridge the domain gap from images to videos. Our qualitative analysis illustrates that the frame-level processing from CLIP image-encoder followed by feature pooling and similarity matching with corresponding text embeddings helps in implicitly modeling the temporal cues within ViFi-CLIP. Such fine-tuning helps the model to focus on scene dynamics, moving objects and inter-object relationships. For low-data regimes where full fine-tuning is not viable, we propose a `bridge and prompt' approach that first uses fine-tuning to bridge the domain gap and then learns prompts on language and vision side to adapt CLIP representations. We extensively evaluate this simple yet strong baseline on zero-shot, base-to-novel generalization, few-shot and fully supervised settings across five video benchmarks. Our code is available at https://github.com/muzairkhattak/ViFi-CLIP.
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利用在大规模图像文本对中预先训练的视觉和语言模型(VLM)成为开放式视觉识别的有希望的范式。在这项工作中,我们通过利用视频中自然存在的运动和音频来扩展这种范式。我们提出\ textbf {mov},这是\ textbf {m} ult-imodal \ textbf {o} pen- \ textbf {v} ocabulary视频分类的简单而有效的方法。在MOV中,我们直接使用具有最小修改的预训练VLM的视觉编码器来编码视频,光流和音频频谱图。我们设计一种跨模式融合机制来汇总免费的多模式信息。 Kinetics-700和VGGSOUND的实验表明,引入流量或音频模态会带来预先训练的VLM和现有方法的大量性能增长。具体而言,MOV极大地提高了基础类别的准确性,而在新颖的课程上则更好地概括了。 MOV在UCF和HMDB零摄像视频分类基准上实现了最新结果,从而极大地超过了基于VLMS的传统零摄像方法和最新方法。代码和模型将发布。
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现有的时间动作检测(TAD)方法依赖于大型培训数据,包括细分级注释,仅限于在推理期间单独识别先前看到的课程。为每类兴趣收集和注释一个大型培训集是昂贵的,因此无法计算。零射TAD(ZS-TAD)通过启用预训练的模型来识别任何看不见的动作类别来解决这一障碍。同时,ZS-TAD的调查大大降低,ZS-Tad也更具挑战性。受零摄像图像分类的成功的启发,我们旨在解决更复杂的TAD任务。一种直观的方法是将现成的建议探测器与剪辑样式分类集成。但是,由于顺序定位(例如,提案生成)和分类设计,它很容易进行定位误差传播。为了克服这个问题,在本文中,我们通过视觉提示(陈旧)提出了一种新型的零射击时间动作检测模型。这种新颖的设计通过破坏介于两者之间的错误传播途径来有效地消除了定位和分类之间的依赖性。我们进一步介绍了分类和定位之间的相互作用机制,以改善优化。对标准ZS-TAD视频基准测试的广泛实验表明,我们的陈旧的表现明显优于最先进的替代方案。此外,我们的模型还与最近的强大竞争对手相比,在受到监督的TAD上还能产生卓越的成果。 Stale的Pytorch实现可从https://github.com/sauradip/stale获得。
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视频文本检索一直是多模式研究中的至关重要和基本任务。大型多模式对比预训练的发展,视频文本检索的开发已大大促进,这主要侧重于粗粒或细粒对比。然而,在先前的研究中很少探索过跨粒度的对比,这是粗粒表示和细粒度表示之间的对比。与细粒度或粗粒的对比相比,交叉粒度对比度计算了粗粒粒度特征与每个细粒特征之间的相关性,并且能够过滤出不必要的细颗粒特征,这些特征由粗粒度的特征引导相似性计算,从而提高了检索的准确性。为此,本文提出了一种新型的多透明对比模型,即X-CLIP,用于视频文本检索。但是,另一个挑战在于相似性聚集问题,该问题旨在将细粒度和跨粒度相似性矩阵与实例级别的相似性汇总。为了应对这一挑战,我们提出了对相似性矩阵(AOSM)模块的关注,以使模型重点放在基本帧和单词之间的对比度上,从而降低了不必要的帧和单词对检索结果的影响。 X-CLIP具有多透明的对比度和提议的AOSM模块,在五个广泛使用的视频文本检索数据集上取得了出色的性能,包括MSR-VTT(49.3 R@1),MSVD(50.4 R@1),LSMDC(26.11)(26.1 r@1),didemo(47.8 r@1)和ActivityNet(46.2 r@1)。它的表现优于先前的最先前, +6.3%, +6.6%, +11.1%, +6.7%, +3.8%的相对改善对这些基准测试,这表明了多透明的对比度和AOSM的优势。
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探索大规模预处理的基础模型对计算机视觉具有重大兴趣,因为这些模型可以快速转移到许多下游任务中。本文介绍了对比字幕(COCA),这是一种极简主义的设计,旨在为图像文本编码器编码器基础模型预算与对比度损失和字幕损失,从而从剪辑和诸如simvlm之类的生成方法之类的对比方法中包含模型能力。与所有解码器层都参与编码器输出的标准编码器 - 模块变压器相反,可口可乐省略了解码器层的上半部分的交叉注意,以编码单峰文本表示,并串联到剩余的解码器层,这些解码器与图像编码器相交的解码器层多模式图像文本表示。除了对多模态解码器输出的字幕损失外,我们还应用了单峰图像和文本嵌入之间的对比损失,该输出可以预测文本令牌自动加压。通过共享相同的计算图,可以用最小的开销有效地计算两个培训目标。可口可乐是端到端和从头开始的网络尺度alt-text数据和带注释的图像,通过将所有标签视为文本,无缝地统一自然语言监督以进行表示。从经验上讲,可口可乐通过零拍传输或在广泛的下游任务上进行零摄像转移或最少的特定任务适应,跨越视觉识别(Imagenet,Kinetics-400/600/700,瞬间, ),交叉模式检索(MSCOCO,FLICKR30K,MSR-VTT),多模式理解(VQA,SNLI-VE,NLVR2)和图像字幕(MSCOCO,NOCAPS)。值得注意的是,在Imagenet分类方面,COCA获得了86.3%的TOP-1准确性,带有冷冻编码器和学习的分类头90.6%,以及带有填充编码器的Imagenet上的新最先进的91.0%Top-1 Top-1精度。
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The foundation models have recently shown excellent performance on a variety of downstream tasks in computer vision. However, most existing vision foundation models simply focus on image-level pretraining and adpation, which are limited for dynamic and complex video-level understanding tasks. To fill the gap, we present general video foundation models, InternVideo, by taking advantage of both generative and discriminative self-supervised video learning. Specifically, InternVideo efficiently explores masked video modeling and video-language contrastive learning as the pretraining objectives, and selectively coordinates video representations of these two complementary frameworks in a learnable manner to boost various video applications. Without bells and whistles, InternVideo achieves state-of-the-art performance on 39 video datasets from extensive tasks including video action recognition/detection, video-language alignment, and open-world video applications. Especially, our methods can obtain 91.1% and 77.2% top-1 accuracy on the challenging Kinetics-400 and Something-Something V2 benchmarks, respectively. All of these results effectively show the generality of our InternVideo for video understanding. The code will be released at https://github.com/OpenGVLab/InternVideo .
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现代视频文本检索框架基本上由三个部分组成:视频编码器,文本编码器和相似性。随着Visual和Textual表示学习的成功,在视频文本检索领域也采用了基于变压器的编码器和融合方法。在本报告中,我们呈现Clip2TV,旨在探索关键元素在基于变压器的方法中。为实现这一目标,我们首先重新审视一些对多模态学习的工作,然后将一些技术介绍到视频文本检索中,最后通过不同配置的大量实验进行评估。值得注意的是,Clip2TV在MSR-VTT数据集上实现了52.9 @ R1,优先表现出先前的SOTA结果为4.1%。
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最近,通过引入大规模的数据集和强大的变压器网络,视频预培训表明尤其是检索的巨大成功。然而,现有的视频语言变压器模型没有明确细粒度的语义对齐。在这项工作中,我们呈现了对象感知的变换器,以对象为中心的方法,该对象方法扩展了视频语言变压器来合并对象表示。关键的想法是利用边界框和对象标签来指导培训过程。我们在四个广泛使用的基准测试中评估了我们的三个标准子任务的模型。我们还提供了深入的分析和详细消融关于所提出的方法。我们在考虑的所有任务和数据集中表现出清晰的性能,展示将对象表示的模型中的型号集成到视频架构中。代码将以\ URL {https://github.com/fingerrec/oa -transformer}释放。
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大多数现有的最新视频分类方法假设训练数据遵守统一的分布。但是,现实世界中的视频数据通常会表现出不平衡的长尾巴分布,从而导致模型偏见对头等阶层,并且在尾巴上的性能相对较低。虽然当前的长尾分类方法通常集中在图像分类上,但将其调整到视频数据并不是微不足道的扩展。我们提出了一种端到端的多专家分布校准方法,以基于两级分布信息来应对这些挑战。该方法共同考虑了每个类别中样品的分布(类内部分布)和各种数据(类间分布)的总体分布,以解决在长尾分布下数据不平衡数据的问题。通过对两级分布信息进行建模,该模型可以共同考虑头等阶层和尾部类别,并将知识从头等阶层显着转移,以提高尾部类别的性能。广泛的实验验证了我们的方法是否在长尾视频分类任务上实现了最先进的性能。
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预先培训用于学习可转让的视频文本表示的模型,以近年来引起了很多关注。以前的主导作品主要采用两个独立的编码器来有效检索,但忽略视频和文本之间的本地关联。另一种研究使用联合编码器与文本交互视频,但是由于每个文本视频对需要馈送到模型中的低效率。在这项工作中,我们能够通过新颖的借口任务进行微粒视频文本交互,以便通过新颖的借口任务进行检索,称为多项选择题(MCQ),其中参数模块BridgeFormer培训以接受由此构建的“问题”。文本功能通过诉诸视频功能。具体来说,我们利用了文本的丰富语义(即,名词和动词)来构建问题,可以培训视频编码器以捕获更多区域内容和时间动态。以问题和答案的形式,可以正确建立本地视频文本功能之间的语义关联。 BridgeFormer能够删除下游检索,只有两个编码器渲染高效且灵活的模型。我们的方法在具有不同实验设置(即零拍摄和微调)的五个数据集中,在五个数据集中优于最先进的方法,包括不同的实验设置(即零拍摄和微调),包括HOWTO100M(一百万个视频)。我们进一步开展零射击动作识别,可以作为视频到文本检索,我们的方法也显着超越了其对应物。作为额外的好处,我们的方法在单模下游任务中实现了竞争力,在单模下游任务上具有更短的预训练视频,例如,使用线性评估的动作识别。
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Most existing text-video retrieval methods focus on cross-modal matching between the visual content of offline videos and textual query sentences. However, in real scenarios, online videos are frequently accompanied by relevant text information such as titles, tags, and even subtitles, which can be utilized to match textual queries. This inspires us to generate associated captions from offline videos to help with existing text-video retrieval methods. To do so, we propose to use the zero-shot video captioner with knowledge of pre-trained web-scale models (e.g., CLIP and GPT-2) to generate captions for offline videos without any training. Given the captions, one question naturally arises: what can auxiliary captions do for text-video retrieval? In this paper, we present a novel framework Cap4Video, which makes use of captions from three aspects: i) Input data: The video and captions can form new video-caption pairs as data augmentation for training. ii) Feature interaction: We perform feature interaction between video and caption to yield enhanced video representations. iii) Output score: The Query-Caption matching branch can be complementary to the original Query-Video matching branch for text-video retrieval. We conduct thorough ablation studies to demonstrate the effectiveness of our method. Without any post-processing, our Cap4Video achieves state-of-the-art performance on MSR-VTT (51.4%), VATEX (66.6%), MSVD (51.8%), and DiDeMo (52.0%).
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We introduce LaViLa, a new approach to learning video-language representations by leveraging Large Language Models (LLMs). We repurpose pre-trained LLMs to be conditioned on visual input, and finetune them to create automatic video narrators. Our auto-generated narrations offer a number of advantages, including dense coverage of long videos, better temporal synchronization of the visual information and text, and much higher diversity of text. The video-text embedding learned contrastively with these additional auto-generated narrations outperforms the previous state-of-the-art on multiple first-person and third-person video tasks, both in zero-shot and finetuned setups. Most notably, LaViLa obtains an absolute gain of 10.1% on EGTEA classification and 5.9% Epic-Kitchens-100 multi-instance retrieval benchmarks. Furthermore, LaViLa trained with only half the narrations from the Ego4D dataset outperforms baseline models trained on the full set, and shows positive scaling behavior on increasing pre-training data and model size.
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本文介绍了Omnivl,这是一种新的基础模型,旨在使用一种通用体系结构来支持图像语言和视频语言任务。它为图像和视频输入采用了统一的基于变压器的视觉编码器,因此可以执行联合图像语言和视频语言预处理。我们首次证明了这样的范式受益于图像和视频任务,而不是传统的单向传输(例如,使用图像语言来帮助视频语言)。为此,我们提出了对图像语言和视频语言的脱钩关节预处理,以有效地将视觉模型分解为空间和时间维度,并在图像和视频任务上获得性能提升。此外,我们引入了一种新颖的统一视觉对比度(UNIVLC)损失,以利用图像文本,视频文本,图像标签(例如,图像分类),视频标签(例如,视频动作识别)在一起受到监督和吵闹的监督预处理数据都尽可能多地利用。无需额外的任务适配器,Omnivl可以同时支持仅视觉任务(例如,图像分类,视频操作识别),跨模式对齐任务(例如,图像/视频 - 文本检索)和多模式理解和生成任务(例如,图像/视频问答,字幕)。我们在各种下游任务上评估Omnivl,并以相似的模型大小和数据量表获得最新的或竞争结果。
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