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ST-GCN时空图卷积神经网络

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简介：
简介：ST-GCN是一种用于处理时空数据的深度学习模型，通过图卷积神经网络有效捕捉节点间的关系与动态变化，广泛应用于动作识别、时空预测等领域。 Spatial Temporal Graph Convolutional Networks for Skeleton-Based Action Recognition. 这是一篇2018年发表在AAAI会议上的关于图卷积神经网络的论文，并提供了相应的代码。

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  • ST-GCN时空图卷积神经网络
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    简介：ST-GCN是一种用于处理时空数据的深度学习模型，通过图卷积神经网络有效捕捉节点间的关系与动态变化，广泛应用于动作识别、时空预测等领域。 Spatial Temporal Graph Convolutional Networks for Skeleton-Based Action Recognition. 这是一篇2018年发表在AAAI会议上的关于图卷积神经网络的论文，并提供了相应的代码。
     
  • GCN实战篇2：图卷积网络与图神经网络实践
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    本教程深入浅出地介绍图卷积网络和图神经网络的基本原理及应用，并通过实际案例指导读者掌握其在复杂数据结构中的建模技巧。 对于深度学习中的图神经网络以及图卷积网络的实战代码进行了介绍和讲解。
     
  • ST-GCN：在PyTorch中的时空图卷积网络用于基于骨架的动作识别
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    本文介绍了一种名为ST-GCN的方法，在PyTorch框架下通过时空图卷积网络进行基于人体骨骼的关键动作识别，提高了动作分类的准确性。 提醒ST-GCN已转移到新的MMSkeleton，并继续开发为基于骨架的人类理解的灵活开放源代码工具箱。欢迎迁移到MMSkeleton。旧的st-gcn的自定义网络、数据加载器和检查点与MMSkeleton兼容。如果要使用旧的ST-GCN，请查阅相关文档或历史版本信息。此代码库很快将不再维护，并且作为历史工件存在，以补充有关基于骨架的动作识别的时空图卷积网络（Temporal-Spatial Graph Convolutional Networks for Skeleton-Based Action Recognition）的相关论文内容。如需更多最新作品和更新，请查看MMSkeleton项目。
     
  • 卷积神经网络-3.1: 卷积神经网络详解
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    本节详细介绍卷积神经网络(CNN)的基本原理与架构，包括卷积层、池化层和全连接层的工作机制及其在图像识别中的应用。 卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）是一种深度学习模型，特别擅长处理具有网格结构拓扑的数据，如时间序列数据或图像。CNN通过使用卷积层来捕捉输入的局部特征，并利用池化操作进行下采样以减少参数数量和计算量。这种架构使得卷积神经网络在计算机视觉领域取得了突破性的成果，例如物体识别、面部识别以及场景解析等任务中表现优异。 此外，由于其能够自动学习到抽象表示的能力，CNN被广泛应用于各种自然语言处理问题上，如文本分类、情感分析及机器翻译等领域。近年来的研究还表明卷积神经网络对于序列数据的建模同样有效，并且在诸如语音识别和蛋白质结构预测等任务中也展现出了强大的潜力。 总之，随着硬件技术的进步以及算法优化工作的不断深入，未来卷积神经网络将在更多领域发挥更大的作用。
     
  • 卷积神经网络
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    卷积神经网络（CNN）是一种深度学习模型，主要用于图像识别、语音识别等领域。它通过模仿人脑视觉机制处理信息，具有局部感知野、权值共享和下采样等特性。 ### 卷积神经网络概述 #### 一、引言与图像分类 卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）是一种专门用于处理图像数据的深度学习模型，尤其在图像分类任务中表现出色。图像分类是计算机视觉的一个核心部分，它可以通过监督或无监督的方式实现。在监督学习框架下，我们提供一个包含图片及其标签的数据集进行训练，目标是使模型能够准确地对未知的新图象进行分类。 #### 二、KNN与图像分类 ##### 2.1 K最近邻算法(KNN) KNN是一种简单的机器学习方法，用于解决分类问题。在处理图像时，该方法通过比较待分类的图片和已知类别样本之间的像素值差异来确定其所属类别的概率。常用的度量包括L1距离（即曼哈顿距离）及L2距离（欧几里得距离）。具体步骤如下： 1. **计算距离**：首先测量待分类图像与所有训练集中已有标签图像间的相似性或不同。 2. **选择邻居**：选出最近的K个已知样本作为参考点。 3. **投票决定**：依据这K个最接近的样本所属类别，通过多数表决的方式确定测试图片应该被归类到哪一个分类。 #### 三、线性分类与损失函数 线性分类器是一种简化版的方法，用于将输入图像映射至各个可能的输出类别。常见的有支持向量机(SVM)和Softmax分类器两种形式。 ##### 3.1 多类SVM损失函数 多类SVM的主要目标是最大化正确标签得分与其他所有错误标签之间的差距，以确保模型能够准确地区分不同种类的数据点。其数学表达式如下： \[ L_i = \sum_{j\neq y_i} max(0, s_j - s_{y_i} + \Delta) \] 这里\(s_j\)表示第j个类别的得分值，而\(s_{y_i}\)是正确类别对应的分数。常数Δ通常设定为1。 ##### 3.2 Softmax损失函数 Softmax损失主要用于多分类问题，并且能够将模型的输出转换成概率形式，便于后续处理和解释。该方法通过最小化预测值与真实标签之间的交叉熵来优化模型性能。 #### 四、卷积神经网络的基本组件 ##### 4.1 卷积层 作为CNN的关键组成部分之一，卷积层的主要任务是从输入图像中提取有用的特征信息。其操作包括： - **滤波器(Filter)**：也称核(kernel)，用于捕捉特定的视觉模式。 - **步长(Stride)**：定义了过滤器移动时跨越像素的数量。 - **填充(Padding)**：为了减少卷积过程中的尺寸缩小，可以向图像边缘添加额外的零值。 例如，对于一个32x32x3大小的标准RGB图片，应用11x11x3滤波器、步长为4且不进行边框补全，则输出特征图的维度将是55x55x96。 ##### 4.2 池化层 池化层的功能在于减少数据量以降低计算负担，并有助于避免过拟合现象。常见的操作包括最大值池化和平均值池化两种方式。 ##### 4.3 RELU激活函数 使用ReLU（Rectified Linear Unit）作为激活函数，可以有效缓解梯度消失问题并提升模型的学习效率。 #### 五、卷积神经网络的结构 典型的CNN架构由一系列连续堆叠的卷积层、RELU层以及池化层构成，并最终通过几个全连接层完成分类任务。一个常见的框架如下： - 输入层 - 多个交替排列的卷积+ReLU+池化的组合块 - 全连接网络及额外的ReLU激活步骤 - 输出决策 #### 六、流行模型简介 - **LeNet**：早期的一个CNN实例，主要用于手写数字识别任务。 - **AlexNet**：在2012年的ImageNet竞赛中获胜的架构，极大地推动了深度学习技术的发展。 - **GoogLeNet(Inception)**：通过引入Inception模块来有效利用不同空间尺度的信息。 - **ResNet**：借助残差块的设计解决了深层网络训练中的退化问题。 这些模型及其设计理念为后续CNN的研究和开发奠定了基础。
     
  • GCN：图卷积网络，PPT资源
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    本资料深入浅出地介绍了图卷积网络（GCN）的基本原理与应用，并提供了丰富的示例代码和实践案例。适合初学者快速掌握GCN核心概念及操作技巧。 图卷积网络是一种专为处理图形数据设计的深度学习模型，它将传统的卷积神经网络（CNN）的概念扩展到了具有复杂结构的数据上。这种技术通过在图中定义特定的操作来提取节点特征并进行表示学习。 首先，需要以邻接矩阵或邻接列表的形式表示图数据，并且每个节点都用一个特征向量来描述其属性和状态信息。 接下来是特征传播过程：对于每一个节点而言，会将其自身及其邻居的特性综合起来。这一聚合步骤可以采用多种策略实施，比如计算所有相邻节点特性的平均值、最大值或直接拼接等方法进行操作。 然后进入线性变换阶段，在这里将聚合后的结果与一个权重矩阵相乘以捕捉局部结构信息，并通过应用非线性激活函数（如ReLU）来增强模型的表现力和灵活性。 这一过程会重复多次，直到达到预定的层数或者满足一定的收敛条件为止。最后一步是输出预测：可以通过全局池化操作处理最后一层节点特征后输入全连接层进行分类或回归任务等最终目标的操作。 以上就是图卷积网络的基本工作流程，并且在实践中可能还会包括其他各种技术细节和优化手段来提升性能。
     
  • STGCN图卷积神经网络.pdf
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    本文介绍了STGCN（时空图卷积网络）模型，一种用于处理时空序列数据的图卷积神经网络方法。该论文详细探讨了其架构和在多种任务中的应用效果。 STGCN图卷积神经网络是一种用于处理时空数据的深度学习模型。该网络结合了门控循环单元（GRU）和图卷积层，能够有效捕捉序列中的时间依赖性和空间关系，在交通预测等领域表现出色。