論文の概要: Self-supervised New Activity Detection in Sensor-based Smart Environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.10288v2
- Date: Thu, 20 Mar 2025 12:01:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-21 16:31:20.252522
- Title: Self-supervised New Activity Detection in Sensor-based Smart Environments
- Title（参考訳）: センサ型スマート環境における自己教師型新しいアクティビティ検出
- Authors: Hyunju Kim, Dongman Lee,
- Abstract要約: 我々は、新しいアクティビティ検出のための多様なデータ拡張を伴うコントラスト学習を利用するモデルであるCLANを紹介する。
CLANは時間領域と周波数領域の両方を組み込んでおり、多面的識別表現の学習を可能にしている。
CLANは、最高のパフォーマンスのベースラインモデルと比較して、AUROCの9.24%の改善を実現している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5486448837945765
- License:
- Abstract: With the rapid advancement of ubiquitous computing technology, human activity analysis based on time series data from a diverse range of sensors enables the delivery of more intelligent services. Despite the importance of exploring new activities in real-world scenarios, existing human activity recognition studies generally rely on predefined known activities and often overlook detecting new patterns (novelties) that have not been previously observed during training. Novelty detection in human activities becomes even more challenging due to (1) diversity of patterns within the same known activity, (2) shared patterns between known and new activities, and (3) differences in sensor properties of each activity dataset. We introduce CLAN, a two-tower model that leverages Contrastive Learning with diverse data Augmentation for New activity detection in sensor-based environments. CLAN simultaneously and explicitly utilizes multiple types of strongly shifted data as negative samples in contrastive learning, effectively learning invariant representations that adapt to various pattern variations within the same activity. To enhance the ability to distinguish between known and new activities that share common features, CLAN incorporates both time and frequency domains, enabling the learning of multi-faceted discriminative representations. Additionally, we design an automatic selection mechanism of data augmentation methods tailored to each dataset's properties, generating appropriate positive and negative pairs for contrastive learning. Comprehensive experiments on real-world datasets show that CLAN achieves a 9.24% improvement in AUROC compared to the best-performing baseline model.
- Abstract（参考訳）: ユビキタスコンピューティング技術の急速な進歩により、多様なセンサーからの時系列データに基づく人間の活動分析により、よりインテリジェントなサービスの提供が可能になる。
現実のシナリオにおける新しい活動の探索の重要性にもかかわらず、既存の人間の活動認識研究は一般的に、事前に定義された既知の活動に依存しており、トレーニング中にこれまで観察されなかった新しいパターン(発見)の検出を見落としていることが多い。
1)同一活動におけるパターンの多様性,(2)既知の活動と新規活動の共有パターン,(3)各活動データセットのセンサ特性の差異により,人間の活動の新規性の検出はさらに困難になる。
センサベース環境における新たなアクティビティ検出のための多種多様なデータ拡張によるコントラスト学習を利用する2towerモデルであるCLANを紹介する。
対照的な学習において、CLANは複数のタイプの強いシフトしたデータを負のサンプルとして同時に明示的に利用し、同じ活動における様々なパターンの変化に適応する不変表現を効果的に学習する。
共通の特徴を共有する既知のアクティビティと新しいアクティビティを区別する能力を高めるため、CLANは時間ドメインと周波数ドメインの両方を導入し、多面的識別表現の学習を可能にした。
さらに、各データセットの特性に合わせてデータ拡張手法の自動選択機構を設計し、コントラスト学習のための適切な正と負のペアを生成する。
実世界のデータセットに関する総合的な実験により、CLANは最高性能のベースラインモデルと比較して、AUROCの9.24%の改善を達成している。
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