Robust prediction of citywide traffic flows at different time periods plays a crucial role in intelligent transportation systems. While previous work has made great efforts to model spatio-temporal correlations, existing methods still suffer from two key limitations: i) Most models collectively predict all regions' flows without accounting for spatial heterogeneity, i.e., different regions may have skewed traffic flow distributions. ii) These models fail to capture the temporal heterogeneity induced by time-varying traffic patterns, as they typically model temporal correlations with a shared parameterized space for all time periods. To tackle these challenges, we propose a novel Spatio-Temporal Self-Supervised Learning (ST-SSL) traffic prediction framework which enhances the traffic pattern representations to be reflective of both spatial and temporal heterogeneity, with auxiliary self-supervised learning paradigms. Specifically, our ST-SSL is built over an integrated module with temporal and spatial convolutions for encoding the information across space and time. To achieve the adaptive spatio-temporal self-supervised learning, our ST-SSL first performs the adaptive augmentation over the traffic flow graph data at both attribute- and structure-levels. On top of the augmented traffic graph, two SSL auxiliary tasks are constructed to supplement the main traffic prediction task with spatial and temporal heterogeneity-aware augmentation. Experiments on four benchmark datasets demonstrate that ST-SSL consistently outperforms various state-of-the-art baselines. Since spatio-temporal heterogeneity widely exists in practical datasets, the proposed framework may also cast light on other spatial-temporal applications. Model implementation is available at https://github.com/Echo-Ji/ST-SSL.
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Perceiving and manipulating objects in a generalizable way has been actively studied by the computer vision and robotics communities, where cross-category generalizable manipulation skills are highly desired yet underexplored. In this work, we propose to learn such generalizable perception and manipulation via Generalizable and Actionable Parts (GAParts). By identifying and defining 9 GAPart classes (e.g. buttons, handles, etc), we show that our part-centric approach allows our method to learn object perception and manipulation skills from seen object categories and directly generalize to unseen categories. Following the GAPart definition, we construct a large-scale part-centric interactive dataset, GAPartNet, where rich, part-level annotations (semantics, poses) are provided for 1166 objects and 8489 part instances. Based on GAPartNet, we investigate three cross-category tasks: part segmentation, part pose estimation, and part-based object manipulation. Given the large domain gaps between seen and unseen object categories, we propose a strong 3D segmentation method from the perspective of domain generalization by integrating adversarial learning techniques. Our method outperforms all existing methods by a large margin, no matter on seen or unseen categories. Furthermore, with part segmentation and pose estimation results, we leverage the GAPart pose definition to design part-based manipulation heuristics that can generalize well to unseen object categories in both simulation and real world. The dataset and code will be released.
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Speech representation learning has improved both speech understanding and speech synthesis tasks for single language. However, its ability in cross-lingual scenarios has not been explored. In this paper, we extend the pretraining method for cross-lingual multi-speaker speech synthesis tasks, including cross-lingual multi-speaker voice cloning and cross-lingual multi-speaker speech editing. We propose a speech-text joint pretraining framework, where we randomly mask the spectrogram and the phonemes given a speech example and its transcription. By learning to reconstruct the masked parts of the input in different languages, our model shows great improvements over speaker-embedding-based multi-speaker TTS methods. Moreover, our framework is end-to-end for both the training and the inference without any finetuning effort. In cross-lingual multi-speaker voice cloning and cross-lingual multi-speaker speech editing tasks, our experiments show that our model outperforms speaker-embedding-based multi-speaker TTS methods. The code and model are publicly available at PaddleSpeech.
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大多数现有的基于学习的图像匹配管道都是为更好的特征探测器和描述符而设计的,这些探测器和描述符对重复纹理,观点更改等非常可靠,而对旋转不变性的关注很少。结果,由于缺乏关键点方向预测,这些方法通常表现出与手工制作的算法相比,与手工制作的算法相比,数据的性能较低。为了有效地解决该问题,提出了一种基于知识蒸馏的方法来改善旋转稳健性,而无需额外的计算成本。具体而言,基于基本模型,我们提出了多方面的特征聚合(MOFA),后来被用作蒸馏管道中的教师。此外,将旋转的内核融合(RKF)应用于学生模型的每个卷积内核,以促进学习旋转不变的特征。最终,实验表明,我们的建议可以在各种旋转下成功概括,而在推理阶段无需额外成本。
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早期退出是提高深网推理效率的有效范例。通过构建具有不同资源需求的分类器(出口),此类网络可以在早期出口处输出简单的样本,从而消除了执行更深层的需求。尽管现有作品主要关注多EXIT网络的建筑设计,但此类模型的培训策略在很大程度上没有探索。当前的最新模型在培训期间对所有样品进行了相同的处理。但是,在测试过程中的早期外观行为被忽略了,从而导致训练和测试之间存在差距。在本文中,我们建议通过样品加权来弥合这一差距。从直觉上讲,简单的样品通常在推理期间在网络早期退出,应该为培训早期分类器提供更多贡献。但是,晚期分类器应强调硬样品的培训(主要是从更深层退出)。我们的工作建议采用一个体重预测网络,以加重每个出口处不同训练样本的损失。这个重量预测网络和骨干模型在具有新的优化目标的元学习框架下共同优化。通过将推断期间的适应性行为带入训练阶段,我们表明拟议的加权机制始终提高分类准确性和推理效率之间的权衡。代码可在https://github.com/leaplabthu/l2w-den上找到。
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随着对安全至关重要系统中的机器学习技术的兴趣的增加,外部干扰下的神经网络的鲁棒性越来越多。全局鲁棒性是整个输入域上定义的鲁棒性属性。并且经过认证的全球稳健网络可以确保其在任何可能的网络输入上的稳健性。但是,最先进的全球鲁棒性认证算法只能与最多几千个神经元进行认证。在本文中,我们提出了GPU支持的全球鲁棒性认证框架杂货店,该框架比以前基于优化的认证方法更有效。此外,Grocet提供了可区分的全球鲁棒性,这是在全球强大神经网络的培训中利用的。
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异质图卷积网络在解决异质网络数据的各种网络分析任务方面已广受欢迎,从链接预测到节点分类。但是,大多数现有作品都忽略了多型节点之间的多重网络的关系异质性,而在元路径中,元素嵌入中关系的重要性不同,这几乎无法捕获不同关系跨不同关系的异质结构信号。为了应对这一挑战,这项工作提出了用于异质网络嵌入的多重异质图卷积网络(MHGCN)。我们的MHGCN可以通过多层卷积聚合自动学习多重异质网络中不同长度的有用的异质元路径相互作用。此外,我们有效地将多相关结构信号和属性语义集成到学习的节点嵌入中,并具有无监督和精选的学习范式。在具有各种网络分析任务的五个现实世界数据集上进行的广泛实验表明,根据所有评估指标,MHGCN与最先进的嵌入基线的优势。
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旨在解决不完整的多视图数据中缺少部分视图的聚类问题的不完整的多视图聚类,近年来受到了越来越多的关注。尽管已经开发了许多方法,但大多数方法要么无法灵活地处理不完整的多视图数据,因此使用任意丢失的视图,或者不考虑视图之间信息失衡的负面因素。此外,某些方法并未完全探索所有不完整视图的局部结构。为了解决这些问题,本文提出了一种简单但有效的方法,称为局部稀疏不完整的多视图聚类(LSIMVC)。与现有方法不同,LSIMVC打算通过优化一个稀疏的正则化和新颖的图形嵌入式多视图矩阵分数模型来从不完整的多视图数据中学习稀疏和结构化的潜在表示。具体而言,在基于矩阵分解的这种新型模型中,引入了基于L1规范的稀疏约束,以获得稀疏的低维单个表示和稀疏共识表示。此外,引入了新的本地图嵌入项以学习结构化共识表示。与现有作品不同,我们的本地图嵌入术语汇总了图形嵌入任务和共识表示任务中的简洁术语。此外,为了减少多视图学习的不平衡因素,将自适应加权学习方案引入LSIMVC。最后,给出了有效的优化策略来解决我们提出的模型的优化问题。在六个不完整的多视图数据库上执行的全面实验结果证明,我们的LSIMVC的性能优于最新的IMC方法。该代码可在https://github.com/justsmart/lsimvc中找到。
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零拍学习(ZSL)旨在通过利用所见类和看不见的类之间共享的语义描述来识别看不见的类。当前的方法表明,通过将语义嵌入将视觉空间投射到视觉空间中是类原型,从而有效地学习视觉语义对齐是有效的。但是,这样的投影函数仅与可见的类有关。当应用于看不见的类时,原型通常由于域移位而次优。在本文中,我们建议通过称为LPL的占位符学习原型,以消除看到和看不见的阶级之间的域转移。具体来说,我们将看到的课程结合在一起,以使新课程成为视觉和语义空间中看不见的班级的占位符。占位持有人放置在看到的班级之间,鼓励人们高度分散所见类的原型。插入良好的看不见的空间也可以保留更多的空间。从经验上讲,分离良好的原型有助于抵消由域转移引起的视觉声音错位。此外,我们利用一种新颖的面向语义的微调来保证占位符的语义可靠性。在五个基准数据集上进行的广泛实验证明了LPL在最新方法上的显着性能提高。代码可在https://github.com/zaiquanyang/lpl上找到。
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图形神经网络(GNN)已显示为与用户项目交互图建模的协作过滤(CF)的有前途的解决方案。现有基于GNN的推荐系统的关键思想是递归执行沿用户项目交互边缘传递的消息,以完善编码的嵌入。然而,尽管它们有效,但当前的大多数推荐模型都依赖于足够和高质量的培训数据,因此学习的表示形式可以很好地捕获准确的用户偏好。用户行为数据在许多实际建议方案中通常很嘈杂,并且表现出偏斜的分布,这可能会导致基于GNN的模型中的次优表示性能。在本文中,我们提出了SHT,这是一种新颖的自我监视的超盖变压器框架(SHT),该框架(SHT)通过以明确的方式探索全球协作关系来增强用户表示。具体而言,我们首先赋予图形神经CF范式,以通过HyperGraph Transformer网络维护用户和项目之间的全局协作效果。在蒸馏的全球环境中,提出了一个跨视图生成的自我监督学习组件,用于对用户项目交互图的数据增强,以增强推荐系统的鲁棒性。广泛的实验表明,SHT可以显着改善各种最新基线的性能。进一步的消融研究表明,我们的SHT推荐框架在减轻数据稀疏性和噪声问题方面具有出色的表示能力。源代码和评估数据集可在以下网址获得:https://github.com/akaxlh/sht。
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