icassp2027-experiment/docs/ego4d_local_baselines.md

# Ego4D：近期音频／逐人视觉增强的四组对照

目标是检验 EasyCom 上的局部特征收益能否迁移到 Ego4D，而不是预先承诺提分。
保留现有 Ego4D 全局 Omni 特征 G、EgoSpeak manifest 和 target；不重提 Thinker，
不重新编码视频，不重划 train/test。新增的两路侧路特征一次提取、三组复用：

| 实验名 | 输入 | 回答的问题 |
|---|---|---|
| baseline | G | 同训练配置下的基准 |
| audio | G + A | 最近 1s 音频是否补回全局 readout 丢失的信息？ |
| visual | G + V | 人物局部视觉是否有效？ |
| av | G + A + V | 在音频增强之外，视觉是否仍有增益？重点比较 AV − A |

`audio` **不是纯音频模型**；四组都包含 G。A 是同一 clip 的视频音轨，
16kHz mono 后按 `[max(0,t-1),t)` 切窗，每 200ms 用冻结 Qwen audio encoder 重编码。
V 在原视频的固定 2FPS 网格读取可见人物框，冻结 Qwen vision encoder 后依次做
空间、逐人、最近 1s 有效帧的均值池化。Qwen 3B 的 A/V 均保存原生 2048D；
训练时各投影到 256D，融合后沿用现有预测 head。无有效框时 V=0 且 validity=False，
不能拿缺框当损坏样本直接删掉，否则四组测试样本不一致。

默认统一 **4 epochs、无 dev、LSTR-MCE、无 transition auxiliary**；batch=512、
lr=7e-5、weight_decay=5e-5、warmup=1.6 epochs、warmup_factor=0.3、dropout=0.2。
训练只取 manifest 的 train，评测只取 test。现有正式 manifest 应显示 346 train / 87 test；
程序读取该文件，不会自行随机拆分。预检 test 只检查输入完整性，不计算指标或选模型。

## 1. 设置远程路径

在 `/data/wangx/Code/icassp2027-experiment` 的 Bash 中执行。只需把 `FEATURE_ROOT`
改成**实际已提完的 Ego4D 全局特征目录**；不能误用 EasyCom 的 Session 文件。
建议本轮固定已有 8s 全局特征，四组不要混用不同 context、层数或 checkpoint。

```bash
cd /data/wangx/Code/icassp2027-experiment
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
export OMP_NUM_THREADS=4 MKL_NUM_THREADS=4 OPENBLAS_NUM_THREADS=4

DATA_ROOT=/data/wangx/Datasets/ego4d
MODEL=/data/wangx/Models/Qwen2.5-Omni-3B
FEATURE_ROOT=/替换为实际的/Ego4D全局特征目录
TARGET_ROOT="${DATA_ROOT}/ego4d_target_frame"
MANIFEST="${DATA_ROOT}/ego4d_egospeak.tsv"
LOCAL_ROOT="${DATA_ROOT}/omni_features/local_qwen_1s"

LOCAL_ARGS=(
  --dataset ego4d --data-root "$DATA_ROOT" --manifest "$MANIFEST"
  --feature-root "$FEATURE_ROOT" --target-root "$TARGET_ROOT"
  --model-id "$MODEL" --device cuda:0 --dtype bfloat16 --flash-attention-2
  --video-fps 2 --visual-window-seconds 1 --audio-window-seconds 1
)
```

原始输入应存在：`v1/clips/<uid>.mp4`、`v1/annotations/av_train.json` 和 `av_val.json`。
这里 `av_val.json` 是原 AVD 标注的文件名，不意味着把它直接当作本实验的 test 划分；
train/test 始终按 EgoSpeak manifest。非标准导出路径可加 `--ego4d-annotations <path1> <path2>`。
局部编码器支持现有 Transformers 4.57.6，也支持 4.52.3；同一次实验所有 clips 应统一版本。

## 2. 先检查一条，再做 4s smoke

```bash
# 检查文件、全局时间网格和 target 长度；不加载模型，不解码，不写输出。
python extract_turn_local_features.py "${LOCAL_ARGS[@]}" \
  --limit 1 --dry-run --output-root "$LOCAL_ROOT"

# 不加载模型，写带框预览；确认框落在人脸上、clip-local 帧号正确。
python extract_turn_local_features.py "${LOCAL_ARGS[@]}" \
  --limit 1 --max-steps 20 --preview-only \
  --output-root features/ego4d_local_preview

# 同时提取 V 和 A；无需另跑音频脚本。
python extract_turn_local_features.py "${LOCAL_ARGS[@]}" \
  --limit 1 --max-steps 20 \
  --output-root features/ego4d_local_smoke
```

预览位于 `features/ego4d_local_preview/<uid>_preview/`，包含图片与 `boxes.json`。
最好再用 `--split test --limit 1` 检查一条 test clip；`--dry-run` 不能替代像素与框检查。
4s smoke 应得到 V/A 各 `[20,2048]`、`partial=True`；此目录不能用于正式训练。
V-valid 不必是 100%，Ego4D 有无可见人物和缺框的时刻；若有明显人物却长期无有效框，先停下来检查标注。

### 前 4s 没有人物：增加预览范围和数量

旧预览固定最多 4 张；`--max-steps 20` 又把范围限制到前 4s。
现在可指定数量和时间范围，并仅从有有效人物框的网格帧中均匀抽样：

```bash
# 前三条 clip：在整条 clip 中各取最多 40 张有效带框图片。
# 不要再带 --max-steps 20；不传 preview-end 就使用完整可用时间范围。
python extract_turn_local_features.py "${LOCAL_ARGS[@]}" \
  --limit 3 --preview-only --preview-count 40 --preview-with-boxes \
  --output-root features/ego4d_local_preview_people

# 也可聚焦第一条 clip 的 30–120s；实际不足 120s 时截到 clip 结束。
python extract_turn_local_features.py "${LOCAL_ARGS[@]}" \
  --limit 1 --preview-only --preview-count 60 \
  --preview-start 30 --preview-end 120 --preview-with-boxes \
  --output-root features/ego4d_local_preview_30_120s
```

每张图标注时间、源帧号和有效人数；`preview.json` 记录候选帧数、有效帧数、实际输出数，
`boxes.json` 记录当前这次输出的图片和框。无有效框时明确报告 0 张，可换片段或核对帧号对齐，
不会伪造框或强行当作成功。`--preview-with-boxes` 只筛选预览，**不删除特征提取或评测中的无框帧**。
默认仍最多 4 张。改变范围时建议换输出目录；旧 JPG 不会自动删除，以当前 JSON 清单为准。

## 3. 提取完整 manifest：前台、模型只加载一次

```bash
python extract_turn_local_features.py "${LOCAL_ARGS[@]}" \
  --reuse-existing --output-root "$LOCAL_ROOT"
```

前台显示 clip 编号、视觉 frame 进度和音频 state 进度。中断后可重跑同一命令：
只复用完整且样本、时间、特征维度、版本及提取配置一致的 `.pt`；部分或不兼容文件会报错。
输出原子替换，失败的临时文件不会被当作成功样本。不要用 `--overwrite` 当作“继续”。
checkpoint 的 ID 是用户声明，不是权重文件校验和：不要在同一个 ID/路径下替换权重再复用旧特征。

可用 `--split train|test`、`--start-index N --end-index M` 或 `--limit N` 选择子集。
索引是**先按 split 过滤，再按 manifest 顺序的 1-based 闭区间**；不传 split 时保留整个文件的行顺序。
如果自行在多卡不同终端运行，必须选择互不重叠的区间和同一套编码器配置；默认不启动后台任务。

## 4. 跑 seed0 四组

```bash
EXP_ARGS=(
  --data-root "$DATA_ROOT" --manifest "$MANIFEST"
  --feature-root "$FEATURE_ROOT" --target-root "$TARGET_ROOT"
  --local-feature-root "$LOCAL_ROOT"
  --checkpoint-root checkpoints/ego4d_local_b1
  --result-root results/ego4d_local_b1
)

# 逐 clip 校验全部 train/test 输入、局部配置，打印命令但不训练。
python run_ego4d_local_baselines.py "${EXP_ARGS[@]}" --seeds 0 --dry-run

# 前台顺序训练/评测 baseline、audio、visual、av，并自动汇总。
python run_ego4d_local_baselines.py "${EXP_ARGS[@]}" --seeds 0

# 补同设置 seed1/2，不覆盖 seed0。
python run_ego4d_local_baselines.py "${EXP_ARGS[@]}" --seeds 1 2
```

自动检测 G：`[T,L,D]` 使用 concat-MLP，`[T,D]` 使用原单层 head；不要求为 last4 重提全局特征。
如果原 stacked baseline 使用 fixed-mean，可在四组统一加 `--layer-fusion fixed-mean`。
不要拿不同 epoch/layer-fusion 的旧 baseline 直接计算新增分支的增量。

预检不会一次把 433 条全局特征全部装进 RAM；实际训练仍沿用原训练器，会加载整个 train split。
last4 特征可能需要数十 GB 主机内存。多卡并行 head 训练也会复制主机内存，不是只看 GPU 是否空闲。

若只跑一组，增加 `--variants audio`；若某一组训练中断，默认拒绝覆盖现有 checkpoint/result。
可先运行剩余组合，例如 `--variants visual av --seeds 0`，或为重跑选择新的输出根。
baseline 单独运行不要求局部特征；整个四组 family 会在任何训练前检查所有必要局部特征。

## 5. 打印结果

```bash
python summarize_local_baselines.py \
  --root results/ego4d_local_b1 --dataset ego4d \
  --protocol causal_valid_only --paired-deltas

# 对齐 EgoSpeak 的 full-timeline 表格时，单独报告这个协议。
python summarize_local_baselines.py \
  --root results/ego4d_local_b1 --dataset ego4d \
  --protocol egospeak_full_timeline --paired-deltas
```

表格给出每个 seed、均值与 sample std，以及匹配 seed 的 `A−G`、`V−G`、`AV−G`、`AV−A`。
不要混用两个评测协议。优先看 10-horizon mean mAP、wearer AP 和 AV−A，
不要只凭单 seed 的 0.2s mAP 宣称跨数据集提升。

## 论文可解释的范围

这轮回答“在冻结的全局 Omni readout 上加入近期编码器特征是否有用”，不是 Qwen 对 wav2vec
的受控替换实验，也不是逐人音视频对齐模型。使用提供的人物 tracks，忽略 wearer 框、讲话区间和
说话人标签；缺框不向未来插值。但提供框本身不是在线检测，不能据此声称端到端在线视觉系统。
新增分支带来额外参数，若收益稳定，再补参数量匹配的全局 head 控制。

本轮不改变已有的音频重采样、标签索引和 horizon 定义。5Hz 是输出网格；
不等于视觉获得 5FPS 唇动信息，也不等于已完成原始波形层面的端到端因果审计。
如后续修正物理时间协议，必须在所有对照组统一修正并重新跑，不能只改增强组。

## 回归测试

```bash
python -m unittest -q test_easycom_head_objectives test_local_turn_features test_ego4d_local_workflow
```

CPU 回归包括 manifest 顺序/防交叉重复、完整批量提取的模型复用、断点文件校验、
单层/多层全局特征、测试集输入预检，以及合成 Ego4D 上四组各 4 epochs 的训练/推理与增量汇总。
真实 Ego4D 像素、提供框和 3B/L20 提取仍需按上面的 preview/smoke 步骤验证。