机器学习和深度学习方法对医学的计算机辅助预测成为必需的,在乳房X光检查领域也具有越来越多的应用。通常,这些算法训练,针对特定任务,例如,病变的分类或乳房X乳线图的病理学状态的预测。为了获得患者的综合视图,随后整合或组合所有针对同一任务培训的模型。在这项工作中,我们提出了一种管道方法,我们首先培训一组个人,任务特定的模型,随后调查其融合,与标准模型合并策略相反。我们使用混合患者模型的深度学习模型融合模型预测和高级功能,以在患者水平上构建更强的预测因子。为此,我们提出了一种多分支深度学习模型,其跨不同任务和乳房X光检查有效地融合了功能,以获得全面的患者级预测。我们在公共乳房X线摄影数据,即DDSM及其策划版本CBIS-DDSM上培训并评估我们的全部管道,并报告AUC评分为0.962,以预测任何病变和0.791的存在,以预测患者水平对恶性病变的存在。总体而言,与标准模型合并相比,我们的融合方法将显着提高AUC得分高达0.04。此外,通过提供与放射功能相关的特定于任务的模型结果,提供了与放射性特征相关的任务特定模型结果,我们的管道旨在密切支持放射科学家的阅读工作流程。
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Accurate representation and localization of relevant objects is important for robots to perform tasks. Building a generic representation that can be used across different environments and tasks is not easy, as the relevant objects vary depending on the environment and the task. Furthermore, another challenge arises in agro-food environments due to their complexity, and high levels of clutter and occlusions. In this paper, we present a method to build generic representations in highly occluded agro-food environments using multi-view perception and 3D multi-object tracking. Our representation is built upon a detection algorithm that generates a partial point cloud for each detected object. The detected objects are then passed to a 3D multi-object tracking algorithm that creates and updates the representation over time. The whole process is performed at a rate of 10 Hz. We evaluated the accuracy of the representation on a real-world agro-food environment, where it was able to successfully represent and locate tomatoes in tomato plants despite a high level of occlusion. We were able to estimate the total count of tomatoes with a maximum error of 5.08% and to track tomatoes with a tracking accuracy up to 71.47%. Additionally, we showed that an evaluation using tracking metrics gives more insight in the errors in localizing and representing the fruits.
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事实证明,分子机器学习(ML)对于解决各种分子问题很重要,包括预测蛋白质 - 药物相互作用和血液脑性渗透性。自最近以来,已经为分子ML实施了所谓的图神经网络(GNN),显示出与基于描述符的方法相当或出色的性能。尽管存在各种工具和包装用于将GNN用于分子ML,但新的GNN包装,名为Molgraph(https://github.com/akensert/molgraph),在这项工作中开发了,以创建GNNS与TensorFlow高度兼容的动力和KERAS应用程序编程接口(API)。由于Molgraph专门关注分子ML,因此实施了化学模块,以适应分子图的产生$ \ unicode {x2014} $,然后可以将其输入到GNNS中以用于分子ML。为了验证GNN,它们针对分子数据集以及三个色谱保留时间数据集进行了基准测试。这些基准测试的结果表明,GNN按预期进行。此外,GNN被证明可用于分子识别和改善色谱保留数据的可解释性。
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人的大脑能够依次地学习任务,而无需忘记。但是,深度神经网络(DNN)在学习一项任务时遭受灾难性遗忘。我们考虑了一个挑战,考虑了一个课堂学习方案,在该方案中,DNN看到测试数据而不知道该数据启动的任务。在培训期间,持续的捕获和选择(CP&S)在DNN中找到了负责解决给定任务的子网。然后,在推理期间,CP&S选择正确的子网以对该任务进行预测。通过培训DNN的可用神经元连接(以前未经训练)来创建一个新的子网络,从而通过修剪来学习一项新任务,该连接可以包括以前训练的其他子网络(S),因为它没有更新共享的连接,因为它可以属于其他子网络(S)。这使得通过在DNN中创建专门的区域而不会相互冲突的同时仍允许知识转移在其中,可以消除灾难性的遗忘。 CP&S策略采用不同的子网络选择策略实施,揭示了在各种数据集(CIFAR-100,CUB-200,2011年,Imagenet-100和Imagenet-100)上测试的最先进的持续学习方法的卓越性能。特别是,CP&S能够从Imagenet-1000中依次学习10个任务,以确保94%的精度,而遗忘可忽略不计,这是课堂学习学习的首要结果。据作者所知,与最佳替代方法相比,这表示准确性高于20%的改善。
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由于温室环境中的较高变化和遮挡,机器人对番茄植物的视觉重建非常具有挑战性。 Active-Vision的范式通过推理先前获取的信息并系统地计划相机观点来收集有关植物的新信息,从而有助于克服这些挑战。但是,现有的主动视觉算法不能在有针对性的感知目标(例如叶子节点的3D重建)上表现良好,因为它们不能区分需要重建的植物零件和植物的其余部分。在本文中,我们提出了一种注意力驱动的主动视觉算法,该算法仅根据任务进行任务,仅考虑相关的植物零件。在模拟环境中评估了所提出的方法,该方法是针对番茄植物3D重建的任务,即各种关注水平,即整个植物,主茎和叶子节点。与预定义和随机方法相比,我们的方法将3D重建的准确性提高了9.7%和5.3%的整个植物的准确性,主茎的准确性为14.2%和7.9%,叶子源分别为25.9%和17.3%。前3个观点。同样,与预定义和随机方法相比,我们的方法重建了整个植物的80%和主茎,在1个较少的角度和80%的叶子节点中重建了3个较小的观点。我们还证明,尽管植物模型发生了变化,遮挡量,候选观点的数量和重建决议,但注意力驱动的NBV规划师仍有效地工作。通过在活动视觉上添加注意力机制,可以有效地重建整个植物和靶向植物部分。我们得出的结论是,有必要的注意机制对于显着提高复杂农业食品环境中的感知质量是必要的。
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The abundance of dark matter (DM) subhalos orbiting a host galaxy is a generic prediction of the cosmological framework, and is a promising way to constrain the nature of DM. In this paper, we investigate the use of machine learning-based tools to quantify the magnitude of phase-space perturbations caused by the passage of DM subhalos. A simple binary classifier and an anomaly detection model are proposed to estimate if stars or star particles close to DM subhalos are statistically detectable in simulations. The simulated datasets are three Milky Way-like galaxies and nine synthetic Gaia DR2 surveys derived from these. Firstly, we find that the anomaly detection algorithm, trained on a simulated galaxy with full 6D kinematic observables and applied on another galaxy, is nontrivially sensitive to the DM subhalo population. On the other hand, the classification-based approach is not sufficiently sensitive due to the extremely low statistics of signal stars for supervised training. Finally, the sensitivity of both algorithms in the Gaia-like surveys is negligible. The enormous size of the Gaia dataset motivates the further development of scalable and accurate data analysis methods that could be used to select potential regions of interest for DM searches to ultimately constrain the Milky Way's subhalo mass function, as well as simulations where to study the sensitivity of such methods under different signal hypotheses.
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可解释的人工智能(XAI)是人工智能(AI)的子领域,这是AI研究的最前沿。在XAI特征归因方法中以特征重要性的形式产生解释。对现有特征归因方法的限制是对干预后果缺乏解释。尽管突出显示对某种预测的贡献,但没有解决特征与干预后果之间的影响。本文的目的是介绍一个新的框架,可以使用图表表示更深入了解特征与功能交互,以提高黑盒机器学习(ML)模型的可解释性并提供信息。
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卷积神经网络(CNN)的泛化性能受训练图像的数量,质量和品种的影响。必须注释训练图像,这是耗时和昂贵的。我们工作的目标是减少培训CNN所需的注释图像的数量,同时保持其性能。我们假设通过确保该组训练图像包含大部分难以分类的图像,可以更快地提高CNN的性能。我们的研究目的是使用活动学习方法测试这个假设,可以自动选择难以分类的图像。我们开发了一种基于掩模区域的CNN(掩模R-CNN)的主动学习方法,并命名此方法Maskal。 Maskal涉及掩模R-CNN的迭代训练,之后培训的模型用于选择一组未标记的图像,该模型是不确定的。然后将所选择的图像注释并用于恢复掩模R-CNN,并且重复这一点用于许多采样迭代。在我们的研究中,掩模R-CNN培训由由12个采样迭代选择的2500个硬花甘蓝图像,从训练组14,000个硬花甘蓝图像的训练组中选择了12个采样迭代。对于所有采样迭代,Maskal比随机采样显着更好。此外,在抽样900图像之后,屏蔽具有相同的性能,随着随机抽样在2300张图像之后。与在整个培训集(14,000张图片)上培训的面具R-CNN模型相比,Maskal达到其性能的93.9%,其培训数据的17.9%。随机抽样占其性能的81.9%,占其培训数据的16.4%。我们得出结论,通过使用屏马,可以减少注释工作对于在西兰花的数据集上训练掩模R-CNN。我们的软件可在https://github.com/pieterblok/maskal上找到。
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当前的深神经网络(DNN)被过度参数化,并在推断每个任务期间使用其大多数神经元连接。然而,人的大脑开发了针对不同任务的专门区域,并通过其神经元连接的一小部分进行推断。我们提出了一种迭代修剪策略,引入了一个简单的重要性评分度量度量,该指标可以停用不重要的连接,解决DNN中的过度参数化并调节射击模式。目的是找到仍然能够以可比精度解决给定任务的最小连接,即更简单的子网。我们在MNIST上实现了LENET体系结构的可比性能,并且与CIFAR-10/100和Tiny-ImageNet上的VGG和Resnet架构的最先进算法相比,参数压缩的性能明显更高。我们的方法对于考虑到ADAM和SGD的两个不同优化器也表现良好。该算法并非旨在在考虑当前的硬件和软件实现时最小化失败,尽管与最新技术相比,该算法的性能合理。
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尽管近期因因果推断领域的进展,迄今为止没有关于从观察数据的收集治疗效应估算的方法。对临床实践的结果是,当缺乏随机试验的结果时,没有指导在真实情景中似乎有效的指导。本文提出了一种务实的方法,以获得从观察性研究的治疗效果的初步但稳健地估算,为前线临床医生提供对其治疗策略的信心程度。我们的研究设计适用于一个公开问题,估算Covid-19密集护理患者的拳击机动的治疗效果。
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