The number of international benchmarking competitions is steadily increasing in various fields of machine learning (ML) research and practice. So far, however, little is known about the common practice as well as bottlenecks faced by the community in tackling the research questions posed. To shed light on the status quo of algorithm development in the specific field of biomedical imaging analysis, we designed an international survey that was issued to all participants of challenges conducted in conjunction with the IEEE ISBI 2021 and MICCAI 2021 conferences (80 competitions in total). The survey covered participants' expertise and working environments, their chosen strategies, as well as algorithm characteristics. A median of 72% challenge participants took part in the survey. According to our results, knowledge exchange was the primary incentive (70%) for participation, while the reception of prize money played only a minor role (16%). While a median of 80 working hours was spent on method development, a large portion of participants stated that they did not have enough time for method development (32%). 25% perceived the infrastructure to be a bottleneck. Overall, 94% of all solutions were deep learning-based. Of these, 84% were based on standard architectures. 43% of the respondents reported that the data samples (e.g., images) were too large to be processed at once. This was most commonly addressed by patch-based training (69%), downsampling (37%), and solving 3D analysis tasks as a series of 2D tasks. K-fold cross-validation on the training set was performed by only 37% of the participants and only 50% of the participants performed ensembling based on multiple identical models (61%) or heterogeneous models (39%). 48% of the respondents applied postprocessing steps.
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在过去的几年中,用于计算机视觉的深度学习技术的快速发展极大地促进了医学图像细分的性能(Mediseg)。但是,最近的梅赛格出版物通常集中于主要贡献的演示(例如,网络体系结构,培训策略和损失功能),同时不知不觉地忽略了一些边缘实施细节(也称为“技巧”),导致了潜在的问题,导致了潜在的问题。不公平的实验结果比较。在本文中,我们为不同的模型实施阶段(即,预培训模型,数据预处理,数据增强,模型实施,模型推断和结果后处理)收集了一系列Mediseg技巧,并在实验中探索了有效性这些技巧在一致的基线模型上。与仅关注分割模型的优点和限制分析的纸驱动调查相比,我们的工作提供了大量的可靠实验,并且在技术上更可操作。通过对代表性2D和3D医疗图像数据集的广泛实验结果,我们明确阐明了这些技巧的效果。此外,根据调查的技巧,我们还开源了一个强大的梅德西格存储库,其每个组件都具有插件的优势。我们认为,这项里程碑的工作不仅完成了对最先进的Mediseg方法的全面和互补的调查,而且还提供了解决未来医学图像处理挑战的实用指南,包括但不限于小型数据集学习,课程不平衡学习,多模式学习和领域适应。该代码已在以下网址发布:https://github.com/hust-linyi/mediseg
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尽管变形金刚及其变体构象体在语音识别方面表现出了有希望的表现,但参数化的属性在训练和推理过程中导致了很大的记忆成本。一些作品使用跨层重量分享来减少模型的参数。但是,不可避免的能力损失会损害模型性能。为了解决这个问题,本文提出了通过共享稀疏门控专家的参数效率构象异构体。具体而言,我们使用稀疏门控的专家(MOE)来扩展构型块的容量而不增加计算。然后,共享分组构象块的参数,以减少参数的数量。接下来,为了确保具有不同级别适应表示的灵活性的共享块,我们会单独设计MOE路由器和标准化。此外,我们使用知识蒸馏来进一步提高性能。实验结果表明,与全参数模型相比,所提出的模型用编码器的1/3来实现竞争性能。
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图形神经网络(GNN)是具有无核数据的应用的有前途的方法。但是,具有数亿节点的大规模图上的培训GNN既是资源又是耗时的。与DNN不同,GNN通常具有更大的内存足迹,因此GPU内存能力和PCIE带宽是GNN培训中的主要资源瓶颈。为了解决此问题,我们提出分叉:一种图形量化方法,通过显着减少内存足迹和PCIE带宽要求来加速GNN训练,以便GNN可以充分利用GPU计算功能。我们的关键见解是,与DNN不同,GNN不太容易发生量化引起的输入特征的信息丢失。我们确定图形特征量化中的主要准确性影响因素,从理论上证明,分叉训练会收敛到网络,在该网络中,损失在未压缩网络的最佳损失的$ \ epsilon $之内。我们使用几种流行的GNN模型和数据集对分叉进行了广泛的评估,包括最大的公共图数据集MAG240M上的图形。结果表明,分叉达到30以上的压缩率,并在边际准确性损失的情况下提高了GNN训练速度200%-320%。特别是,分叉在一小时内仅使用四个GPU在MAG240M上的训练图来实现记录。
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可扩展的网络已经证明了它们在处理灾难性遗忘问题方面的优势。考虑到不同的任务可能需要不同的结构,最近的方法设计了通过复杂技能适应不同任务的动态结构。他们的例程是首先搜索可扩展的结构,然后训练新任务,但是,这将任务分为多个培训阶段,从而导致次优或过度计算成本。在本文中,我们提出了一个名为E2-AEN的端到端可训练的可自适应扩展网络,该网络动态生成了新任务的轻量级结构,而没有任何精确的先前任务下降。具体而言,该网络包含一个功能强大的功能适配器的序列,用于扩大以前学习的表示新任务的表示形式,并避免任务干扰。这些适配器是通过基于自适应门的修剪策略来控制的,该策略决定是否可以修剪扩展的结构,从而根据新任务的复杂性动态地改变网络结构。此外,我们引入了一种新颖的稀疏激活正则化,以鼓励模型学习具有有限参数的区分特征。 E2-aen可以降低成本,并且可以以端到端的方式建立在任何饲喂前架构上。关于分类(即CIFAR和VDD)和检测(即可可,VOC和ICCV2021 SSLAD挑战)的广泛实验证明了提出的方法的有效性,从而实现了新的出色结果。
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最近,由于其广泛的商业价值,从视觉丰富的文档(例如门票和简历)中自动提取信息已成为一个热门而重要的研究主题。大多数现有方法将此任务分为两个小节:用于从原始文档图像中获取纯文本的文本阅读部分以及用于提取密钥内容的信息提取部分。这些方法主要集中于改进第二个方法,同时忽略了这两个部分高度相关。本文提出了一个统一的端到端信息提取框架,从视觉上富含文档中提出,文本阅读和信息提取可以通过精心设计的多模式上下文块相互加强。具体而言,文本阅读部分提供了多模式功能,例如视觉,文本和布局功能。开发了多模式上下文块,以融合生成的多模式特征,甚至是从预训练的语言模型中获得的先验知识,以提供更好的语义表示。信息提取部分负责使用融合上下文功能生成密钥内容。该框架可以以端到端的可训练方式进行培训,从而实现全球优化。更重要的是,我们将视觉丰富的文档定义为跨两个维度的四个类别,即布局和文本类型。对于每个文档类别,我们提供或推荐相应的基准,实验设置和强大的基准,以弥补该研究领域缺乏统一评估标准的问题。报告了对四种基准测试的广泛实验(从固定布局到可变布局,从完整的文本到半未结构化的文本),证明了所提出的方法的有效性。数据,源代码和模型可用。
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本文介绍了Davarocr,这是一种用于OCR和文档理解任务的开源工具箱。Davarocr目前实施19种高级算法,涵盖9个不同的任务表。Davarocr为每种算法提供了详细的用法说明和经过训练的模型。与以前的OpenSource OCR工具箱相比,Davarocr对文档理解的尖端技术的子任务具有相对完整的支持。为了促进OCR技术在学术界和行业中的开发和应用,我们更加关注使用不同的技术可以共享的模块的使用。Davarocr在https://github.com/hikopensource/davar-lab-ocr上公开发行。
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端到端的文本发现最近由于其对全球优化的好处和对实际应用的高可维护性而引起了极大的关注。但是,输入量表一直是一个艰难的权衡,因为认识到一个小的文本实例通常需要扩大整个图像,从而带来了高度的计算成本。在本文中,为了解决这个问题,我们提出了一种新颖的成本效益动态低分辨率蒸馏(DLD)文本斑点框架,该框架旨在推断出不同的小但可识别的分辨率中的图像,并在准确性和效率之间取得更好的平衡。具体而言,我们采用一个分辨率选择器来动态地确定不同图像的输入分辨率,这是通过推理准确性和计算成本来限制的。在文本识别分支上进行了另一种顺序知识蒸馏策略,使低分辨率输入获得与高分辨率图像相当的性能。可以在任何当前文本斑点框架中采用提出的方法,并在任何文本斑点框架中采用以提高可实用性。对几个文本斑点基准测试的广泛实验表明,所提出的方法极大地提高了低分辨率模型的可用性。该代码可从https://github.com/hikopensource/davar-lab-ocr/获得。
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主动回归考虑了一个线性回归问题,其中学习者会收到大量数据点,但只能观察到少数标签。由于在线算法可以处理增量培训数据并利用低计算成本,因此我们考虑了主动回归问题的在线扩展:学习者一一接收数据点,并立即决定是否应该收集相应的标签。目的是有效地维护收到的数据点的回归,并具有少量的标签查询回归。我们在$ \ ell_p $损失下为此问题提出了新算法,其中$ p \ in [1,2] $。要获得$(1+ \ epsilon)$ - 近似解决方案,我们提出的算法仅需要$ \ tilde {\ Mathcal {o}}(\ epsilon^{ - 2} d \ log(n \ kappa))$查询标签,其中$ n $是数据点的数量,而$ \ kappa $是数据点的数量,称为条件号。数值结果验证了我们的理论结果,并表明我们的方法与离线活性回归算法具有可比性的性能。
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在这项工作中,我们为基于视觉的不均衡的BEV表示学习提出了PolarBev。为了适应摄像机成像的预先处理效果,我们将BEV空间横向和辐射上栅格化,并引入极性嵌入分解,以模拟极性网格之间的关联。极性网格被重新排列到类似阵列的常规表示,以进行有效处理。此外,为了确定2到3D对应关系,我们根据假设平面迭代更新BEV表面,并采用基于高度的特征转换。PolarBev在单个2080TI GPU上保持实时推理速度,并且在BEV语义分割和BEV实例分割方面都优于其他方法。展示彻底消融以验证设计。该代码将在\ url {https://github.com/superz-liu/polarbev}上发布。
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