論文の概要: Toward Optimal Sampling Rate Selection and Unbiased Classification for Precise Animal Activity Recognition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00517v1
- Date: Wed, 01 Apr 2026 06:02:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-02 16:44:31.858867
- Title: Toward Optimal Sampling Rate Selection and Unbiased Classification for Precise Animal Activity Recognition
- Title(参考訳): 精密動物行動認識のための最適なサンプリングレート選択と非偏見分類に向けて
- Authors: Axiu Mao, Meilu Zhu, Lei Shen, Xiaoshuai Wang, Tomas Norton, Kai Liu,
- Abstract要約: 個人ビヘイビア・アウェア・ネットワーク (IBA-Net) は、個人ビヘイビア・アウェア・ネットワーク (IBA-Net) である。
IBA-Netは複数のサンプリングレートからデータを抽出し、様々な動物の行動に合わせてカスタマイズされた特徴をキャプチャする。
我々は,ヤギ,牛,馬の行動認識に関する3つの公開データセットの実験を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.741458442311362
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the rapid advancements in deep learning techniques, wearable sensor-aided animal activity recognition (AAR) has demonstrated promising performance, thereby improving livestock management efficiency as well as animal health and welfare monitoring. However, existing research often prioritizes overall performance, overlooking the fact that classification accuracies for specific animal behavioral categories may remain unsatisfactory. This issue typically stems from suboptimal sampling rates or class imbalance problems. To address these challenges and achieve high classification accuracy across all individual behaviors in farm animals, we propose a novel Individual-Behavior-Aware Network (IBA-Net). This network enhances the recognition of each specific behavior by simultaneously customizing features and calibrating the classifier. Specifically, considering that different behaviors require varying sampling rates to achieve optimal performance, we design a Mixture-of-Experts (MoE)-based Feature Customization (MFC) module. This module adaptively fuses data from multiple sampling rates, capturing customized features tailored to various animal behaviors. Additionally, to mitigate classifier bias toward majority classes caused by class imbalance, we develop a Neural Collapse-driven Classifier Calibration (NC3) module. This module introduces a fixed equiangular tight frame (ETF) classifier during the classification stage, maximizing the angles between pair-wise classifier vectors and thereby improving the classification performance for minority classes. To validate the effectiveness of IBA-Net, we conducted experiments on three public datasets covering goat, cattle, and horse activity recognition. The results demonstrate that our method consistently outperforms existing approaches across all datasets.
- Abstract(参考訳): 深層学習技術の急速な進歩により、ウェアラブルセンサーを用いた動物行動認識(AAR)は有望な性能を示し、畜産管理の効率化と家畜の健康・福祉モニタリングに寄与した。
しかしながら、既存の研究は、特定の動物行動カテゴリーの分類精度が不満足なままであるという事実を見越して、全体的なパフォーマンスを優先することが多い。
この問題は典型的には、最適値以下のサンプリング率やクラス不均衡の問題に起因している。
これらの課題に対処し、家畜の個体行動にまたがる高い分類精度を実現するために、新しい個人行動認識ネットワーク(IBA-Net)を提案する。
このネットワークは、特徴を同時にカスタマイズし、分類器を校正することにより、個々の行動の認識を強化する。
具体的には、様々な動作が最適な性能を達成するために様々なサンプリングレートを必要とすることを考慮し、MFC(Mixture-of-Experts)ベースの特徴カスタマイズ(MFC)モジュールを設計する。
このモジュールは複数のサンプリングレートからのデータを適応的に融合し、様々な動物の行動に合わせてカスタマイズされた特徴をキャプチャする。
さらに,クラス不均衡に起因する多数クラスに対する分類器バイアスを軽減するために,ニューラルコラプス駆動型分類器校正(NC3)モジュールを開発した。
このモジュールは、分類段階において固定等角的タイトフレーム(ETF)分類器を導入し、ペアワイズ分類器ベクトル間の角度を最大化し、少数クラスの分類性能を向上させる。
IBA-Netの有効性を検証するために,ヤギ,牛,馬の行動認識を対象とする3つの公開データセットを用いて実験を行った。
その結果,本手法は全データセットにおける既存手法よりも一貫して優れていることがわかった。
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