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。
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While the brain connectivity network can inform the understanding and diagnosis of developmental dyslexia, its cause-effect relationships have not yet enough been examined. Employing electroencephalography signals and band-limited white noise stimulus at 4.8 Hz (prosodic-syllabic frequency), we measure the phase Granger causalities among channels to identify differences between dyslexic learners and controls, thereby proposing a method to calculate directional connectivity. As causal relationships run in both directions, we explore three scenarios, namely channels' activity as sources, as sinks, and in total. Our proposed method can be used for both classification and exploratory analysis. In all scenarios, we find confirmation of the established right-lateralized Theta sampling network anomaly, in line with the temporal sampling framework's assumption of oscillatory differences in the Theta and Gamma bands. Further, we show that this anomaly primarily occurs in the causal relationships of channels acting as sinks, where it is significantly more pronounced than when only total activity is observed. In the sink scenario, our classifier obtains 0.84 and 0.88 accuracy and 0.87 and 0.93 AUC for the Theta and Gamma bands, respectively.
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在尚未解决反事实解释的挑战中(CE),存在稳定性,各种CE的综合以及缺乏合理性/稀疏性保证。从更实用的角度来看,最近的研究表明,规定的反事实回复通常并非完全由个人实现,并证明大多数最先进的CE算法在这种嘈杂的环境中很可能会失败。为了解决这些问题,我们提出了一个概率框架,为每个观察结果提供了稀疏的本地反事实规则:我们提供的规则可以提供一系列可以用给定的高概率改变决策的价值观,而不是给出不同的CE。此外,通过构造从这些规则中得出的回报是可靠的。这些本地规则被汇总为区域反事实规则,以确保跨观察结果的反事实解释的稳定性。我们的本地和区域规则保证了recourse忠实于数据分布,因为我们的规则使用一致的估计器对基于随机森林的决定的概率进行了始终如一的估计。此外,当我们选择具有更改决策概率的最小变量时,这些概率给出了可解释和稀疏的规则。可以使用计算反事实规则的代码,我们将其相关性与标准CE和最近的类似尝试进行比较。
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开发有效的自动分类器将真实来源与工件分开,对于宽场光学调查的瞬时随访至关重要。在图像差异过程之后,从减法伪像的瞬态检测鉴定是此类分类器的关键步骤,称为真实 - 博格斯分类问题。我们将自我监督的机器学习模型,深入的自组织地图(DESOM)应用于这个“真实的模拟”分类问题。 DESOM结合了自动编码器和一个自组织图以执行聚类,以根据其维度降低的表示形式来区分真实和虚假的检测。我们使用32x32归一化检测缩略图作为底部的输入。我们展示了不同的模型训练方法,并发现我们的最佳DESOM分类器显示出6.6%的检测率,假阳性率为1.5%。 Desom提供了一种更细微的方法来微调决策边界,以确定与其他类型的分类器(例如在神经网络或决策树上构建的)结合使用时可能进行的实际检测。我们还讨论了DESOM及其局限性的其他潜在用法。
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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。
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体育分析一直是职业体育组织和学术机构之间的一个新兴领域。随着运动员数据的叛乱和收集,这种分析的主要目标是以可衡量和可量化的方式提高运动员的表现。这项工作旨在减轻足够的游泳数据收集中遇到的一些挑战。过去关于该主题的工作表明,游泳者的检测和跟踪是可行的,但并非没有挑战。这些挑战包括池定位和确定游泳者相对于池的相对位置。这项工作为解决这些挑战提供了两项贡献。首先,我们提出了一个与游泳分析相关的不变关键点的泳池模型。其次,我们研究了具有部分泳池视图的图像中此类关键点的可检测性,这在游泳比赛视频中很具有挑战性,但也很常见。
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血氧水平依赖性(BOLD)用母体高氧可以评估胎盘内的氧运输,并已成为研究胎盘功能的有前途的工具。测量信号随着时间的变化需要在时间序列的每个体积中分割胎盘。由于大胆的时间序列中的数量大量,现有研究依靠注册将所有卷映射到手动分段模板。由于胎盘由于胎儿运动,母体运动和收缩而导致大变形,因此这种方法通常会导致大量废弃体积,而注册方法失败。在这项工作中,我们提出了一个基于U-NET神经网络体系结构的机器学习模型,以自动以粗体MRI分割胎盘,并将其应用于时间序列中的每个卷。我们使用边界加权损失函数来准确捕获胎盘形状。我们的模型经过训练和测试,并在91位包含健康胎儿的受试者,胎儿生长限制的胎儿以及BMI高的母亲中进行了测试。当与地面真实标签匹配时,我们的骰子得分为0.83 +/- 0.04,并且我们的模型在粗体时间序列中可靠地分割量氧和高氧点的量。我们的代码和训练有素的模型可在https://github.com/mabulnaga/automatic-placenta-mentegation上获得。
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合成孔径雷达(SAR)数据中的异常值(异常值)的存在以及统计图像模型中的错误指定可能导致推断不准确。为了避免此类问题,提出了基于强大的估计过程的瑞利回归模型,作为模拟此类数据的更现实的方法。本文旨在获得瑞利回归模型参数估计量与异常值的存在。提出的方法考虑了加权最大似然法,并使用模拟和测量的SAR图像提交了数值实验。使用蒙特卡洛模拟来评估有限信号长度中提出的可靠估计器性能,对离群值的敏感性和分解点。例如,非稳定估计器显示相对偏置值$ 65 $ - 折叠比损坏信号中强大方法提供的结果大。在灵敏度分析和分解点方面,强大的方案在两种措施的平均绝对值中分别降低了约96美元\%$和$ 10 \%$,以同情非稳定估计器。此外,使用两个SAR数据集比较了所提出的强稳定方案的地面类型和异常检测结果与文献中的竞争方法。
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尽管只有几个兴趣类的示例,但很少有声音事件检测是检测声音事件的任务。该框架在生物声学中特别有用,在生物声学中,通常需要注释很长的录音,但是专家注释时间是有限的。本文概述了Dcase 2022 Challenge中包含的第二次发射生物声音事件检测任务的第二版。介绍了任务目标,数据集和基准的详细描述,以及所获得的主要结果以及提交系统的特征。该任务收到了15个不同团队的提交,其中13个得分高于基线。最高的F-评分在评估集中为60%,这对去年的版本有了巨大的进步。高度表现的方法利用了原型网络,转导学习,并解决了所有目标类别的事件长度。此外,通过分析每个子集的结果,我们可以确定系统面临的主要困难,并得出结论,很少有展示的生物声音事件检测仍然是一个开放的挑战。
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尽管深层生成模型在图像处理,自然语言处理和强化学习方面已经成功,但由于其梯度估计过程的较高差异,涉及离散随机变量的培训仍然具有挑战性。蒙特卡洛是大多数降低方法中使用的常见解决方案。但是,这涉及耗时的重采样和多功能评估。我们提出了一个张开的直通(GST)估计器,以减少方差,而不会产生重新采样开销。该估计器的灵感来自直通牙龈 - 软胶的基本属性。我们确定这些特性,并通过消融研究表明它们是必不可少的。实验表明,与在两个离散的深层生成建模任务:MNIST-VAE和LISTOPS上相比,所提出的GST估计器与强基础相比具有更好的性能。
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