【论文阅读笔记】Large-scale Video Classification with Convolutional Neural Networks

该论文介绍了将卷积神经网络(CNN)应用于视频分类的方法,通过低分辨率和高分辨率流处理减少训练时间。研究包括单帧模型、后期融合、早期融合和慢融合模型,探讨了不同时间信息融合策略对视频理解的影响。此外,提出Fovea和context streams技术以加速CNN处理,提高效率而不牺牲准确性。

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  • 论文贡献:

1.采用多种方法扩展CNN到视频识别,并用Sports-1M数据集进行验证和测试。

2.提出了将输入处理为低分辨率流和高分辨率流的方法,在不影响精确度的前提下显著减少了CNN的训练时间。

3.验证模型能够扩展到UCF101数据集上,且显著提升了精确率。

  • 时间信息融合模型:

a)单帧模型(Single-frame):用于得到静态图像对视频分类的贡献。CNN结构:C(96,11,3)-N-P-C(256,5,1)-N-P-C(384,3,1)-C(384,3,1)-C(256,3,1)-P-FC(4096)-FC(4096)。C(d,f,s)中d代表卷积核个数,f代表卷积核大小f X f,s代表步长。N代表normalization layers,P代表池化层,参数均为2 X 2。分类器为softmax。

b)后期融合模型(Late Fusion):模型中包含两个单帧模型,参数共享。两个模型的输入使间隔为15的两帧,通过卷积层后对两个模型的输出使用两个全连接层进行融合。单帧模型无法检测到运动信息,但是通过第一个卷积层能够得到全局运动特征。

c)早期融合模型(Early Fusion):通过整个时间窗即时得到像素级的组合信息。修改单帧模型的第一层卷积核为11X11X3XT,T表示时间范围参数,本文中使用T=10或者1/3秒左右。像素数据的早期连接融合使网络能够精确地检测到局部物体的运动方向和速度。

d)慢融合(Slow Fusion):该模型是上述两个的模型的中和。模型高层能够逐步

### 关于《Semi-Supervised Classification with Graph Convolutional Networks》的中文翻译 以下是《Semi-Supervised Classification with Graph Convolutional Networks》文章的核心内容及其翻译: #### 图卷积网络简介 该研究提出了一种基于图结构数据的半监督分类方法,利用图卷积神经网络(Graph Convolutional Network, GCN)来处理带有图结构的数据集。这种方法通过谱图理论中的局部一阶近似技术,能够有效地对图中的节点特征以及其邻域关系进行编码[^1]。 #### 半监督学习背景 在许多实际场景中,获取标签的成本较高,因此仅有一部分数据被标注,而大部分数据未被标记。这种情况下,半监督学习成为一种重要的解决方案。本文提出的模型能够在少量标注样本的基础上,充分利用大量无标签数据的信息来进行预测和分类任务[^2]。 #### 方法核心 作者引入了一个简单的两层图卷积网络架构,其中每一层都由一个线性变换矩阵乘法操作组成,并结合激活函数以增加非线性特性。具体来说,输入为节点特征向量 X 和描述节点间连接关系的邻接矩阵 A,在经过多轮传播更新之后得到最终表示 H^(L),再通过 softmax 函数转化为概率分布形式完成分类工作[^3]。 #### 实验验证 为了证明所提方案的有效性和优越性能,实验选取了多个标准基准测试集合进行了对比分析。结果显示相比于其他传统算法或者复杂深度学习框架而言,本方法不仅计算效率更高而且取得了更好的效果表现。 --- ```python import numpy as np from tensorflow.keras.layers import Dense from tensorflow.keras.models import Model def gcn_layer(A_hat, input_dim, output_dim): """ 定义单层GCN 参数: A_hat (numpy.ndarray): 预处理后的邻接矩阵 input_dim (int): 输入维度大小 output_dim (int): 输出维度大小 返回: function: GCN 层定义 """ W = np.random.randn(input_dim, output_dim) * 0.01 # 初始化权重参数 b = np.zeros((output_dim,)) def layer(X): return np.dot(np.dot(A_hat, X), W) + b return layer # 构建简单模型实例化过程省略... ``` 上述代码片段展示了如何构建基本版本的一层GCN实现方式之一。 --- #### 总结 通过对图结构特性的深入挖掘,《Semi-Supervised Classification with Graph Convolutional Networks》成功设计出了适用于大规模稀疏图上的高效半监督分类器——即著名的GCNs家族成员之一。它凭借简洁优雅的设计思路赢得了广泛认可并推动了后续一系列改进型变体的发展方向。 ---
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