The deployment of neural networks on heterogeneous SoCs coupled with custom accelerators is a challenging task because of the lack of end-to-end software tools provided for these systems. Moreover, the already available low level schedules and mapping strategies provided by the accelerator developers for typical tensor operations are not necessarily the best possible ones for each particular use case. This is why frameworks which automatically test the performance of the generated code on a specific hardware configuration are of special interest. In this work, the integration between the code generation framework TVM and the systolic array-based accelerator Gemmini is presented. A generic schedule to offload the GEneral Matrix Multiply (GEMM) tensor operation onto Gemmini is detailed, and its suitability is tested by executing the AutoTVM tuning process on it. Our generated code achieves a peak throughput of 46 giga-operations per second (GOPs) under a 100 MHz clock on a Xilinx ZCU102 FPGA, outperforming previous work. Furthermore, the code generated by this integration was able to surpass the default hand-tuned schedules provided by the Gemmini developers in real-world workloads.
translated by 谷歌翻译
ICECUBE是一种用于检测1 GEV和1 PEV之间大气和天体中微子的光学传感器的立方公斤阵列，该阵列已部署1.45 km至2.45 km的南极的冰盖表面以下1.45 km至2.45 km。来自ICE探测器的事件的分类和重建在ICeCube数据分析中起着核心作用。重建和分类事件是一个挑战，这是由于探测器的几何形状，不均匀的散射和冰中光的吸收，并且低于100 GEV的光，每个事件产生的信号光子数量相对较少。为了应对这一挑战，可以将ICECUBE事件表示为点云图形，并将图形神经网络（GNN）作为分类和重建方法。 GNN能够将中微子事件与宇宙射线背景区分开，对不同的中微子事件类型进行分类，并重建沉积的能量，方向和相互作用顶点。基于仿真，我们提供了1-100 GEV能量范围的比较与当前ICECUBE分析中使用的当前最新最大似然技术，包括已知系统不确定性的影响。对于中微子事件分类，与当前的IceCube方法相比，GNN以固定的假阳性速率（FPR）提高了信号效率的18％。另外，GNN在固定信号效率下将FPR的降低超过8（低于半百分比）。对于能源，方向和相互作用顶点的重建，与当前最大似然技术相比，分辨率平均提高了13％-20％。当在GPU上运行时，GNN能够以几乎是2.7 kHz的中位数ICECUBE触发速率的速率处理ICECUBE事件，这打开了在在线搜索瞬态事件中使用低能量中微子的可能性。
translated by 谷歌翻译
我们研究了与中央服务器和多个客户的联合学习多臂强盗设置中最佳手臂识别的问题。每个客户都与多臂强盗相关联，其中每个手臂在具有未知均值和已知方差的高斯分布之后，每个手臂都能产生{\ em I.i.d。} \奖励。假定所有客户的武器集相同。我们定义了两个最佳手臂的概念 - 本地和全球。客户的当地最好的手臂是客户本地手臂中最大的手臂，而全球最佳手臂是所有客户平均平均值最大的手臂。我们假设每个客户只能从当地的手臂上观察奖励，从而估计其当地最好的手臂。客户在上行链路上与中央服务器进行通信，该上行链路需要每个上行链路的使用费用为$ C \ ge0 $单位。在服务器上估算了全球最佳手臂。目的是确定当地最佳武器和全球最佳臂，总成本最少，定义为所有客户的ARM选择总数和总通信成本的总和，但在错误概率上取决于上限。我们提出了一种基于连续消除的新型算法{\ sc fedelim}，仅在指数时间步骤中进行通信，并获得高概率依赖性实例依赖性上限，以其总成本。我们论文的关键要点是，对于任何$ c \ geq 0 $，错误概率和错误概率足够小，{\ sc fedelim}下的ARM选择总数（分别为\ the总费用）最多为〜$ 2 $（reves 。〜 $ 3 $）乘以其在每个时间步骤中通信的变体下的ARM选择总数的最大总数。此外，我们证明后者在期望最高的恒定因素方面是最佳的，从而证明{\ sc fedelim}中的通信几乎是无成本的。我们从数值验证{\ sc fedelim}的功效。
translated by 谷歌翻译
解剖跟踪数据提供了有关脑电路的详细信息，这些信息对于解决扩散MRI拖拉术中的某些常见误差必不可少。然而，由于截断，噪声和伪影的存在以及强度/对比度变化，因此在跟踪数据上对纤维束的自动检测具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一种具有自律损失函数的深度学习方法，该方法将基于解剖的损失函数构成了基于解剖学的约束，以准确地分割了猕猴大脑的示踪剂切片上的纤维束。同样，鉴于手动标签的可用性有限，我们使用半监督的培训技术有效地使用未标记的数据来改善性能和位置限制，以进一步降低误报。对不同猕猴的看不见的方法的评估，产生了令人鼓舞的结果，真正的正速率约为0.90。我们方法的代码可从https://github.com/v-sundaresan/fiberbundle_seg_tracing获得。
translated by 谷歌翻译
Majorana示威者是一项领先的实验，寻找具有高纯净锗探测器（HPGE）的中性s中性双β衰变。机器学习提供了一种最大化这些检测器提供的信息量的新方法，但是与传统分析相比，数据驱动的性质使其不可解释。一项可解释性研究揭示了机器的决策逻辑，使我们能够从机器中学习以反馈传统分析。在这项工作中，我们介绍了Majorana演示者数据的第一个机器学习分析。这也是对任何锗探测器实验的第一个可解释的机器学习分析。训练了两个梯度增强的决策树模型，以从数据中学习，并进行了基于游戏理论的模型可解释性研究，以了解分类功率的起源。通过从数据中学习，该分析识别重建参数之间的相关性，以进一步增强背景拒绝性能。通过从机器中学习，该分析揭示了新的背景类别对相互利用的标准Majorana分析的重要性。该模型与下一代锗探测器实验（如传说）高度兼容，因为它可以同时在大量探测器上进行训练。
translated by 谷歌翻译
部署到现实世界的自主智能代理必须与对感官输入的对抗性攻击保持强大的态度。在加强学习中的现有工作集中于最小值扰动攻击，这些攻击最初是为了模仿计算机视觉中感知不变性的概念。在本文中，我们注意到，这种最小值扰动攻击可以由受害者琐碎地检测到，因为这些导致观察序列与受害者的行为不符。此外，许多现实世界中的代理商（例如物理机器人）通常在人类主管下运行，这些代理商不容易受到这种扰动攻击的影响。结果，我们建议专注于幻觉攻击，这是一种与受害者的世界模式一致的新型攻击形式。我们为这个新颖的攻击框架提供了正式的定义，在各种条件下探索了其特征，并得出结论，代理必须寻求现实主义反馈以对幻觉攻击具有强大的态度。
translated by 谷歌翻译
我们从一组稀疏的光谱时间序列中构建了一个物理参数化的概率自动编码器（PAE），以学习IA型超新星（SNE IA）的内在多样性。 PAE是一个两阶段的生成模型，由自动编码器（AE）组成，该模型在使用归一化流（NF）训练后概率地解释。我们证明，PAE学习了一个低维的潜在空间，该空间可捕获人口内存在的非线性特征范围，并且可以直接从数据直接从数据中准确地对整个波长和观察时间进行精确模拟SNE IA的光谱演化。通过引入相关性惩罚项和多阶段训练设置以及我们的物理参数化网络，我们表明可以在训练期间分离内在和外在的可变性模式，从而消除了需要进行额外标准化的其他模型。然后，我们在SNE IA的许多下游任务中使用PAE进行越来越精确的宇宙学分析，包括自动检测SN Outliers，与数据分布一致的样本的产生以及在存在噪音和不完整数据的情况下解决逆问题限制宇宙距离测量。我们发现，与以前的研究相一致的最佳固有模型参数数量似乎是三个，并表明我们可以用$ 0.091 \ pm 0.010 $ mag标准化SNE IA的测试样本，该样本对应于$ 0.074 \ pm。 0.010 $ mag如果删除了特殊的速度贡献。训练有素的模型和代码在\ href {https://github.com/georgestein/supaernova} {github.com/georgestein/supaernova}上发布
translated by 谷歌翻译
We develop a simple framework to learn bio-inspired foraging policies using human data. We conduct an experiment where humans are virtually immersed in an open field foraging environment and are trained to collect the highest amount of rewards. A Markov Decision Process (MDP) framework is introduced to model the human decision dynamics. Then, Imitation Learning (IL) based on maximum likelihood estimation is used to train Neural Networks (NN) that map human decisions to observed states. The results show that passive imitation substantially underperforms humans. We further refine the human-inspired policies via Reinforcement Learning (RL) using the on-policy Proximal Policy Optimization (PPO) algorithm which shows better stability than other algorithms and can steadily improve the policies pretrained with IL. We show that the combination of IL and RL can match human results and that good performance strongly depends on combining the allocentric information with an egocentric representation of the environment.
translated by 谷歌翻译
图像质量是一个模糊的概念，对不同的人不同的含义。为了量化图像质量，通常在损坏的图像和地面真实图像之间计算相对差异。但是我们应该使用哪些指标来测量这种差异？理想情况下，公制应对自然和科学图像表现良好。结构相似度指数（SSIM）是人类如何感知图像相似性的好措施，但对显微镜中科学有意义的差异不敏感。在电子和超分辨率显微镜中，经常使用傅里叶环相关（FRC），但在这些领域之外几乎是知名的。在这里，我们表明FRC同样可以应用于自然图像，例如自然图像。 Google打开图像数据集。然后，我们基于FRC定义了损失功能，表明它是在分析上可分的，并使用它来训练U-Net以用于去噪图像。这种基于FRC的损耗功能允许网络训练更快并达到与使用基于L1或L2的损失相似或更好的结果。我们还研究了通过FRC分析的神经网络去噪的性质和局限性。
translated by 谷歌翻译
事件处理是动态和响应互联网（物联网）的基石。该领域的最近方法基于代表性状态转移（REST）原则，其允许将事件处理任务放置在遵循相同原理的任何设备上。但是，任务应在边缘设备之间正确分布，以确保公平资源利用率和保证无缝执行。本文调查了深入学习的使用，以公平分配任务。提出了一种基于关注的神经网络模型，在不同场景下产生有效的负载平衡解决方案。所提出的模型基于变压器和指针网络架构，并通过Advantage演员批评批评学习算法训练。该模型旨在缩放到事件处理任务的数量和边缘设备的数量，不需要重新调整甚至再刷新。广泛的实验结果表明，拟议的模型在许多关键绩效指标中优于传统的启发式。通用设计和所获得的结果表明，所提出的模型可能适用于几个其他负载平衡问题变化，这使得该提案是由于其可扩展性和效率而在现实世界场景中使用的有吸引力的选择。
translated by 谷歌翻译