在过去的十年中，我们看到了工业数据，计算能力的巨大改善以及机器学习的重大理论进步。这为在大规模非线性监控和控制问题上使用现代机器学习工具提供了机会。本文对过程行业的应用进行了对最新结果的调查。
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机器学习（ML）为生物处理工程的发展做出了重大贡献，但其应用仍然有限，阻碍了生物过程自动化的巨大潜力。用于模型构建自动化的ML可以看作是引入另一种抽象水平的一种方式，将专家的人类集中在生物过程开发的最认知任务中。首先，概率编程用于预测模型的自动构建。其次，机器学习会通过计划实验来测试假设并进行调查以收集信息性数据来自动评估替代决策，以收集基于模型预测不确定性的模型选择的信息数据。这篇评论提供了有关生物处理开发中基于ML的自动化的全面概述。一方面，生物技术和生物工程社区应意识到现有ML解决方案在生物技术和生物制药中的应用的限制。另一方面，必须确定缺失的链接，以使ML和人工智能（AI）解决方案轻松实施在有价值的生物社区解决方案中。我们总结了几个重要的生物处理系统的ML实施，并提出了两个至关重要的挑战，这些挑战仍然是生物技术自动化的瓶颈，并减少了生物技术开发的不确定性。没有一个合适的程序；但是，这项综述应有助于确定结合生物技术和ML领域的潜在自动化。
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在本文中，我们提出了一种使用CNN和变压器结构融合以提高图像分类性能的方法。对于CNN，可以很好地提取有关图像上局部区域的信息，但是限制了全局信息的提取。另一方面，变压器在相对全局的提取方面具有优势，但缺点是因为它需要大量的内存来进行本地特征值提取。在图像的情况下，它通过CNN转换为特征映射，每个特征映射的像素都被视为令牌。同时，将图像分为贴片区域，然后与将其视为令牌视图的变压器方法融合在一起。对于令牌与两个不同特征的融合，我们提出了三种方法：（1）具有平行结构的晚令融合，（2）早期令牌融合，（3）逐层中的令牌融合。在使用Imagenet 1K的实验中，提出的方法显示了最佳的分类性能。
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人类的对象识别主要取决于形状线索。我们已经开发了一种新方法来测量基于最近邻视图匹配的基于系统嵌入空间内的视觉系统的形状识别性能。我们的性能基准，换型，允许精确控制任务难度，通过执行该视图匹配跨度指定的3D视点变化和/或外观变化。作为第一个测试用例，我们测量了在想象集上预先培训的RESET50的性能。匹配的错误率很高。例如，对象间距LED Reset50的27度变化以匹配45％的时间的错误对象。外观变化也很高。对错误匹配的检查表明Reset50的嵌入空间严重“纠结”。这些研究结果表明Stumey可以是用于绘制人工视觉系统朝向人级形状识别能力的进展的有用工具。
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We study the capabilities of speech processing systems trained simply to predict large amounts of transcripts of audio on the internet. When scaled to 680,000 hours of multilingual and multitask supervision, the resulting models generalize well to standard benchmarks and are often competitive with prior fully supervised results but in a zero-shot transfer setting without the need for any fine-tuning. When compared to humans, the models approach their accuracy and robustness. We are releasing models and inference code to serve as a foundation for further work on robust speech processing.
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2022-09-29
由于其高质量的重建以及将现有迭代求解器结合起来的易于性，因此最近将扩散模型作为强大的生成反问题解决器研究。但是，大多数工作都专注于在无噪声设置中解决简单的线性逆问题，这显着不足以使实际问题的复杂性不足。在这项工作中，我们将扩散求解器扩展求解器，以通过后采样的拉普拉斯近似有效地处理一般噪声（非）线性反问题。有趣的是，所得的后验采样方案是扩散采样的混合版本，具有歧管约束梯度，而没有严格的测量一致性投影步骤，与先前的研究相比，在嘈杂的设置中产生了更可取的生成路径。我们的方法表明，扩散模型可以结合各种测量噪声统计量，例如高斯和泊松，并且还有效处理嘈杂的非线性反问题，例如傅立叶相检索和不均匀的脱毛。
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扩散模型是强大的生成模型，可使用得分函数模拟扩散过程的反面，以合成噪声数据。扩散模型的采样过程可以解释为求解反向随机微分方程（SDE）或扩散过程的普通微分方程（ODE），通常需要多达数千个离散步骤来生成单个图像。这引发了人们对开发反向S/ODE的有效整合技术的极大兴趣。在这里，我们提出了一种基于得分的采样的正交方法：Denoising MCMC（DMCMC）。 DMCMC首先使用MCMC在数据和方差（或扩散时间）的产品空间中生产样品。然后，使用反向S/ODE积分器来定义MCMC样品。由于MCMC越过数据歧管接近数据，因此为DMCMC生产干净样品的计算成本远小于从噪声中产生干净样品的计算成本。为了验证拟议的概念，我们表明denoing langevin Gibbs（DLG）是DMCMC实例，成功地加速了有关CIFAR10和Celeba-HQ-HQ-256图像生成的这项工作中考虑的所有六个反向S/ODE集成器。值得注意的是，结合了Karras等人的集成商。 （2022）和Song等人的预训练分数模型。 （2021b），DLG达到SOTA结果。在CIFAR10上有限数量的分数功能评估（NFE）设置中，我们有$ 3.86 $ fid，$ \ \ \ \ \ $ \ $ \ $ 2.63 $ fid，$ \ \ \ \ \ \ 20 $ nfe。在Celeba-HQ-256上，我们有$ 6.99 $ fid，$ \ $ \ 160 $ nfe，击败了Kim等人的当前最佳记录。 （2022）在基于分数的型号中，$ 7.16 $ FID，$ 4000 $ NFE。代码：https：//github.com/1202KBS/DMCMC
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医学图像中的血管分割是诊断血管疾病和治疗计划的重要任务之一。尽管已经对基于学习的细分方法进行了广泛的研究，但在有监督的方法中需要大量的基础真实标签，并且令人困惑的背景结构使神经网络难以以无监督的方式分割血管。为了解决这个问题，在这里，我们介绍了一种新型的扩散对抗表示学习（DARL）模型，该模型利用具有对抗性学习的降解扩散概率模型，并将其应用于血管分割。特别是，对于自我监管的血管分割，Darl使用扩散模块学习背景图像分布，该模块使生成模块有效地提供了容器表示。同样，通过基于提议的可切换在空间自适应的否定规范化的对抗学习，我们的模型估计了合成的假船只图像以及船舶分割掩码，这进一步使模型捕获了辅助血管的语义信息。一旦训练了提出的模型，该模型就会生成一个步骤，并可以应用于冠状动脉血管造影和视网膜图像的一般血管结构分割。各种数据集的实验结果表明，我们的方法在船舶分割中的现有无监督和自我监督方法的表现显着胜过。
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特征相似性匹配将参考框架的信息传输到查询框架，是半监视视频对象分割中的关键组件。如果采用了汇总匹配，则背景干扰器很容易出现并降低性能。徒匹配机制试图通过限制要传输到查询框架的信息的量来防止这种情况，但是有两个局限性：1）由于在测试时转换为两种匹配，因此无法完全利用过滤匹配的匹配； 2）搜索最佳超参数需要测试时间手动调整。为了在确保可靠的信息传输的同时克服这些局限性，我们引入了均衡的匹配机制。为了防止参考框架信息过于引用，通过简单地将SoftMax操作与查询一起应用SoftMax操作，对查询框架的潜在贡献得到了均等。在公共基准数据集上，我们提出的方法与最先进的方法达到了可比的性能。
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相机陷阱，无人观察设备和基于深度学习的图像识别系统在收集和分析野生动植物图像方面的努力大大减少了。但是，通过上述设备收集的数据表现出1）长尾巴和2）开放式分布问题。为了解决开放设定的长尾识别问题，我们提出了包括三个关键构件的时间流面膜注意网络：1）光流模块，2）注意残留模块，3）一个元物质分类器。我们使用光流模块提取顺序帧的时间特征，并使用注意残留块学习信息表示。此外，我们表明，应用元装置技术可以在开放式长尾识别中提高该方法的性能。我们将此方法应用于韩国非军事区（DMZ）数据集。我们进行了广泛的实验以及定量和定性分析，以证明我们的方法有效地解决了开放式的长尾识别问题，同时对未知类别进行了强大的态度。
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