从不平衡数据中学习是一项具有挑战性的任务。在进行不平衡数据训练时,标准分类算法的性能往往差。需要通过修改数据分布或重新设计基础分类算法以实现理想的性能来采用一些特殊的策略。现实世界数据集中不平衡的流行率导致为班级不平衡问题创造了多种策略。但是,并非所有策略在不同的失衡情况下都有用或提供良好的性能。处理不平衡的数据有许多方法,但是尚未进行此类技术的功效或这些技术之间的实验比较。在这项研究中,我们对26种流行抽样技术进行了全面分析,以了解它们在处理不平衡数据方面的有效性。在50个数据集上进行了严格的实验,具有不同程度的不平衡,以彻底研究这些技术的性能。已经提出了对技术的优势和局限性的详细讨论,以及如何克服此类局限性。我们确定了影响采样策略的一些关键因素,并提供有关如何为特定应用选择合适的采样技术的建议。
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类不平衡是分类任务中经常发生的情况。从不平衡数据中学习提出了一个重大挑战,这在该领域引起了很多研究。使用采样技术进行数据预处理是处理数据中存在的不平衡的标准方法。由于标准分类算法在不平衡数据上的性能不佳,因此在培训之前,数据集需要足够平衡。这可以通过过度采样少数族裔级别或对多数级别的采样来实现。在这项研究中,已经提出了一种新型的混合采样算法。为了克服采样技术的局限性,同时确保保留采样数据集的质量,已经开发了一个复杂的框架来正确结合三种不同的采样技术。首先应用邻里清洁规则以减少失衡。然后从策略上与SMOTE算法策略性地采样,以在数据集中获得最佳平衡。该提出的混合方法学称为“ smote-rus-nc”,已与其他最先进的采样技术进行了比较。该策略进一步合并到集合学习框架中,以获得更健壮的分类算法,称为“ SRN-BRF”。对26个不平衡数据集进行了严格的实验,并具有不同程度的失衡。在几乎所有数据集中,提出的两种算法在许多情况下都超过了现有的采样策略,其差额很大。尤其是在流行抽样技术完全失败的高度不平衡数据集中,他们实现了无与伦比的性能。获得的优越结果证明了所提出的模型的功效及其在不平衡域中具有强大采样算法的潜力。
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This article presents a novel review of Active SLAM (A-SLAM) research conducted in the last decade. We discuss the formulation, application, and methodology applied in A-SLAM for trajectory generation and control action selection using information theory based approaches. Our extensive qualitative and quantitative analysis highlights the approaches, scenarios, configurations, types of robots, sensor types, dataset usage, and path planning approaches of A-SLAM research. We conclude by presenting the limitations and proposing future research possibilities. We believe that this survey will be helpful to researchers in understanding the various methods and techniques applied to A-SLAM formulation.
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Deep Neural Networks (DNNs) have been widely used to perform real-world tasks in cyber-physical systems such as Autonomous Driving Systems (ADS). Ensuring the correct behavior of such DNN-Enabled Systems (DES) is a crucial topic. Online testing is one of the promising modes for testing such systems with their application environments (simulated or real) in a closed loop taking into account the continuous interaction between the systems and their environments. However, the environmental variables (e.g., lighting conditions) that might change during the systems' operation in the real world, causing the DES to violate requirements (safety, functional), are often kept constant during the execution of an online test scenario due to the two major challenges: (1) the space of all possible scenarios to explore would become even larger if they changed and (2) there are typically many requirements to test simultaneously. In this paper, we present MORLOT (Many-Objective Reinforcement Learning for Online Testing), a novel online testing approach to address these challenges by combining Reinforcement Learning (RL) and many-objective search. MORLOT leverages RL to incrementally generate sequences of environmental changes while relying on many-objective search to determine the changes so that they are more likely to achieve any of the uncovered objectives. We empirically evaluate MORLOT using CARLA, a high-fidelity simulator widely used for autonomous driving research, integrated with Transfuser, a DNN-enabled ADS for end-to-end driving. The evaluation results show that MORLOT is significantly more effective and efficient than alternatives with a large effect size. In other words, MORLOT is a good option to test DES with dynamically changing environments while accounting for multiple safety requirements.
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目的:并行成像通过用一系列接收器线圈获取其他灵敏度信息,从而加速了磁共振成像(MRI)数据,从而降低了相位编码步骤。压缩传感磁共振成像(CS-MRI)在医学成像领域中获得了普及,因为其数据要求较少,而不是平行成像。并行成像和压缩传感(CS)均通过最大程度地减少K空间中捕获的数据量来加快传统MRI获取。由于采集时间与样品的数量成反比,因此从缩短的K空间样品中的图像的反向形成会导致收购更快,但具有混乱的伪像。本文提出了一种新型的生成对抗网络(GAN),即雷德格尔(Recgan-gr)受到多模式损失的监督,以消除重建的图像。方法:与现有的GAN网络相反,我们提出的方法引入了一种新型的发电机网络,即与双域损耗函数集成的弹药网络,包括加权幅度和相位损耗函数以及基于平行成像的损失,即Grappa一致性损失。提出了K空间校正块,以使GAN网络自动化生成不必要的数据,从而使重建过程的收敛性更快。结果:全面的结果表明,拟议的Recgan-GR在基于GAN的方法中的PSNR有4 dB的改善,并且在文献中可用的传统最先进的CNN方法中有2 dB的改进。结论和意义:拟议的工作有助于显着改善低保留数据的图像质量,从而更快地获取了5倍或10倍。
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随着在线医疗的激增,需要对患者生命力进行远程监测。这可以通过从面部视频中计算生命体征的远程照相学(RPPG)技术来促进。它涉及处理视频帧以获取皮肤像素,从中提取心脏数据并应用信号处理过滤器以提取血量脉冲(BVP)信号。将不同的算法应用于BVP信号以估计各种生命体征。我们实施了一个Web应用程序框架,以测量一个人的心率(HR),心率变异性(HRV),氧饱和度(SPO2),呼吸率(RR),血压(BP)和面部视频的压力。RPPG技术对照明和运动变化高度敏感。Web应用程序指导用户减少由于这些变化而减少噪音,从而产生清洁器的BVP信号。框架的准确性和鲁棒性在志愿者的帮助下得到了验证。
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多药物(定义为使用多种药物)是一种标准治疗方法,尤其是对于严重和慢性疾病。但是,将多种药物一起使用可能会导致药物之间的相互作用。药物 - 药物相互作用(DDI)是一种与另一种药物结合时的影响发生变化时发生的活性。 DDI可能会阻塞,增加或减少药物的预期作用,或者在最坏情况下,会产生不利的副作用。虽然准时检测DDI至关重要,但由于持续时间短,并且在临床试验中识别它们是时间的,而且昂贵,并且要考虑许多可能的药物对进行测试。结果,需要计算方法来预测DDI。在本文中,我们提出了一种新型的异质图注意模型Han-DDI,以预测药物 - 药物相互作用。我们建立了具有不同生物实体的药物网络。然后,我们开发了一个异质的图形注意网络,以使用药物与其他实体的关系学习DDI。它由一个基于注意力的异质图节点编码器组成,用于获得药物节点表示和用于预测药物相互作用的解码器。此外,我们利用全面的实验来评估我们的模型并将其与最先进的模型进行比较。实验结果表明,我们提出的方法Han-DDI的表现可以显着,准确地预测DDI,即使对于新药也是如此。
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持续(渐进或终身学习)学习的最新进展集中在预防遗忘可能导致灾难性后果的预防上,但是必须解决两项重大挑战。首先是评估所提出方法的鲁棒性。第二个是确保学习任务的安全性在很大程度上没有探索。本文介绍了一项关于持续学习的任务(包括当前和以前学到的任务)的敏感性的全面研究,这些任务容易忘记。对抗攻击的任务的这种脆弱性引发了数据完整性和隐私方面的深刻问题。我们考虑任务增量学习(任务-IL)方案,并探索三个基于正则化的实验,三个基于重播的实验以及一种基于答复和示例方法的混合技术。我们检查了这些方法的鲁棒性。特别是,我们考虑了我们证明属于当前或先前学习的任务的任何类都容易出现错误分类的情况。我们的观察结果突出了现有任务IL方法的潜在局限性。我们的实证研究建议,研究界考虑了拟议的持续学习方法的鲁棒性,并投入了大量努力来减轻灾难性的遗忘。
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深度强化学习(DRL)使用多样化的非结构化数据,并使RL能够在高维环境中学习复杂的策略。基于自动驾驶汽车(AVS)的智能运输系统(ITS)为基于政策的DRL提供了绝佳的操场。深度学习体系结构解决了传统算法的计算挑战,同时帮助实现了AV的现实采用和部署。 AVS实施的主要挑战之一是,即使不是可靠和有效地管理的道路上的交通拥堵可能会加剧交通拥堵。考虑到每辆车的整体效果并使用高效和可靠的技术可以真正帮助优化交通流量管理和减少拥堵。为此,我们提出了一个智能的交通管制系统,该系统处理在交叉路口和交叉点后面的复杂交通拥堵场景。我们提出了一个基于DRL的信号控制系统,该系统根据当前交叉点的当前拥塞状况动态调整交通信号。为了应对交叉路口后面的道路上的拥堵,我们使用重新穿线技术来加载道路网络上的车辆。为了实现拟议方法的实际好处,我们分解了数据筒仓,并将所有来自传感器,探测器,车辆和道路结合使用的数据结合起来,以实现可持续的结果。我们使用Sumo微型模拟器进行模拟。我们提出的方法的重要性从结果中体现出来。
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药物 - 药物相互作用(DDIS)可能会阻碍药物的功能,在最坏的情况下,它们可能导致不良药物反应(ADR)。预测所有DDI是一个具有挑战性且关键的问题。大多数现有的计算模型都集成了来自不同来源的药物中心信息,并利用它们作为机器学习分类器中的功能来预测DDIS。但是,这些模型有很大的失败机会,尤其是对于所有信息都没有可用的新药。本文提出了一个新型的HyperGraph神经网络(HYGNN)模型,仅基于用于DDI预测问题的任何药物的微笑串。为了捕获药物的相似性,我们创建了从微笑字符串中提取的药物的化学子结构中创建的超图。然后,我们开发了由新型的基于注意力的超图边缘编码器组成的HYGNN,以使药物的表示形式和解码器,以预测药物对之间的相互作用。此外,我们进行了广泛的实验,以评估我们的模型并将其与几种最新方法进行比较。实验结果表明,我们提出的HYGNN模型有效地预测了DDI,并以最大的ROC-AUC和PR-AUC分别超过基准,分别为97.9%和98.1%。
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