《SlowFast Networks for Video Recognition》論文詳解

論文地址:https://arxiv.org/abs/1812.03982
代碼地址:https://github.com/facebookresearch/SlowFast

該篇文章有Facebook提出庵寞,作者之一為何凱明狸相,文章發(fā)表在ICCV2019,文章可以看出是一個(gè)特殊的雙流法網(wǎng)絡(luò)捐川,不同于以前的雙流法使用圖像模態(tài)和光流模態(tài)(或者其他能代替光流的模態(tài))作為輸入脓鹃,slowfast網(wǎng)絡(luò)只使用圖像模態(tài)作為輸入。文章啟發(fā)于生物學(xué)中的視覺系統(tǒng)古沥。研究表明視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中有約80%的P-cells(Parvocellular)和有約20%的M-cells(Magnocellular)瘸右,其中M細(xì)胞處理高時(shí)序頻率的信息,P細(xì)胞處理空間結(jié)構(gòu)和顏色信息處理的是低頻信息岩齿。

一太颤、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

同命名可以看出網(wǎng)絡(luò)有兩路,一路是slowpath盹沈,一路是fastpath龄章。其中slowpath模擬的是P細(xì)胞,主要用于提取空間信息乞封,所以該網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)量較大瓦堵。而fastpath模擬的是M細(xì)胞,主要用于提取快速的時(shí)間維度信息歌亲,類似與M細(xì)胞,該網(wǎng)絡(luò)較slowpath輕量很多澜驮。slowfast網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示:


1.png

2.png

slowpath和fastpath的區(qū)別不僅僅在于參數(shù)量不同陷揪,還有一方面是slowpath的輸入會(huì)比fastpath輸入維度要低(因?yàn)閒ast要更多的獲取時(shí)序信息,所以fast的時(shí)間維度輸入要大于slow輸入的時(shí)間維度)。所以在slowfast網(wǎng)絡(luò)里面有三個(gè)超參需要自定義,三個(gè)超參分別命名為\alpha, \beta, \tau伴奥,下面分別介紹三個(gè)超參的含義尼桶。

1.1 \tau參數(shù)

因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)處理的是視頻幀序列,對(duì)于一個(gè)給定的視頻來說仗处,要對(duì)該視頻輸入到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,首先需要進(jìn)行抽幀處理(抽幀也有各種策略,這里不詳細(xì)介紹趴拧,暫且認(rèn)為每個(gè)視頻通過某種方式抽取出固定的T\times \tau幀來作為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練輸入)溅漾。記住抽完幀后獲取到的幀數(shù)為T\times \tau。那輸入的slow-path網(wǎng)絡(luò)的幀數(shù)固定為T著榴,那么就需要從T\times \tau幀按照線性采樣,抽取出T幀作為slow-path的輸入脑又。所以參數(shù)\tau是用來從抽好幀的源中再抽取1/\tau幀來作為slow-path的輸入暮胧,也就是\tau直接控制輸入slow-path的幀數(shù)。

1.2 \alpha參數(shù)

之前提到了fast網(wǎng)絡(luò)不僅參數(shù)量比slow網(wǎng)絡(luò)少问麸,輸入也比slow網(wǎng)絡(luò)少往衷,假設(shè)slow-path輸入的幀數(shù)為T幀,那么fast網(wǎng)絡(luò)輸入幀數(shù)為T\times \alpha幀严卖。即\alpha用來控制slow-path和fast-path輸入幀數(shù)的倍數(shù)關(guān)系席舍。

1.3 \beta參數(shù)

\beta就是用來控制fast網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通道數(shù)比slow網(wǎng)絡(luò)少多少。

舉個(gè)具體的例子妄田,假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)視頻俺亮,總共有200幀圖像,通過抽幀抽取了64幀疟呐,\tau=16那么輸入到slow-path的幀為64/\tau=4幀脚曾,\alpha=8那么fast-path就需要輸入64/(\tau/\alpha)=32幀圖像。如果slow網(wǎng)絡(luò)(resnet加入3D卷積的版本)的通道數(shù)為64的倍數(shù)启具,64我們稱為通道數(shù)基數(shù)本讥,當(dāng)\beta=8時(shí),fast網(wǎng)絡(luò)的通道數(shù)基數(shù)就為64/\beta=8

slowfast網(wǎng)絡(luò)的核心基本原理就解釋完了鲁冯,具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以參考論文以及官方代碼拷沸。

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