Upcoming astronomical surveys will observe billions of galaxies across cosmic time, providing a unique opportunity to map the many pathways of galaxy assembly to an incredibly high resolution. However, the huge amount of data also poses an immediate computational challenge: current tools for inferring parameters from the light of galaxies take $\gtrsim 10$ hours per fit. This is prohibitively expensive. Simulation-based Inference (SBI) is a promising solution. However, it requires simulated data with identical characteristics to the observed data, whereas real astronomical surveys are often highly heterogeneous, with missing observations and variable uncertainties determined by sky and telescope conditions. Here we present a Monte Carlo technique for treating out-of-distribution measurement errors and missing data using standard SBI tools. We show that out-of-distribution measurement errors can be approximated by using standard SBI evaluations, and that missing data can be marginalized over using SBI evaluations over nearby data realizations in the training set. While these techniques slow the inference process from $\sim 1$ sec to $\sim 1.5$ min per object, this is still significantly faster than standard approaches while also dramatically expanding the applicability of SBI. This expanded regime has broad implications for future applications to astronomical surveys.
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The effective receptive field of a fully convolutional neural network is an important consideration when designing an architecture, as it defines the portion of the input visible to each convolutional kernel. We propose a neural network module, extending traditional skip connections, called the translated skip connection. Translated skip connections geometrically increase the receptive field of an architecture with negligible impact on both the size of the parameter space and computational complexity. By embedding translated skip connections into a benchmark architecture, we demonstrate that our module matches or outperforms four other approaches to expanding the effective receptive fields of fully convolutional neural networks. We confirm this result across five contemporary image segmentation datasets from disparate domains, including the detection of COVID-19 infection, segmentation of aerial imagery, common object segmentation, and segmentation for self-driving cars.
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Despite high global prevalence of hepatic steatosis, no automated diagnostics demonstrated generalizability in detecting steatosis on multiple international datasets. Traditionally, hepatic steatosis detection relies on clinicians selecting the region of interest (ROI) on computed tomography (CT) to measure liver attenuation. ROI selection demands time and expertise, and therefore is not routinely performed in populations. To automate the process, we validated an existing artificial intelligence (AI) system for 3D liver segmentation and used it to purpose a novel method: AI-ROI, which could automatically select the ROI for attenuation measurements. AI segmentation and AI-ROI method were evaluated on 1,014 non-contrast enhanced chest CT images from eight international datasets: LIDC-IDRI, NSCLC-Lung1, RIDER, VESSEL12, RICORD-1A, RICORD-1B, COVID-19-Italy, and COVID-19-China. AI segmentation achieved a mean dice coefficient of 0.957. Attenuations measured by AI-ROI showed no significant differences (p = 0.545) and a reduction of 71% time compared to expert measurements. The area under the curve (AUC) of the steatosis classification of AI-ROI is 0.921 (95% CI: 0.883 - 0.959). If performed as a routine screening method, our AI protocol could potentially allow early non-invasive, non-pharmacological preventative interventions for hepatic steatosis. 1,014 expert-annotated liver segmentations of patients with hepatic steatosis annotations can be downloaded here: https://drive.google.com/drive/folders/1-g_zJeAaZXYXGqL1OeF6pUjr6KB0igJX.
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为什么网络根本有负权重?答案是:了解更多功能。我们从数学上证明,具有所有非负权重的深神经网络不是通用近似值。许多深度学习文献都假设了这种基本结果,而没有以前证明结果并证明其必要性。
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聚类是无监督学习中无处不在的工具。大多数现有的自我监督表示方法通常基于视觉上的特征聚类样本。尽管这对于基于图像的自我审视非常有效,但它通常会失败,因为视频需要理解运动而不是专注于背景。将光流作为与RGB的互补信息可以减轻此问题。但是,我们观察到,两种观点的幼稚组合并不能带来有意义的收益。在本文中,我们提出了一种结合两种观点的原则方法。具体而言,我们提出了一种新颖的聚类策略,在该策略中,我们将每个视图的初始群集分配作为指导其他视图的最终群集分配。这个想法将对这两种视图强制执行类似的群集结构,并且形成的簇在语义上是抽象的,并且对来自每个单独视图的嘈杂输入。此外,我们提出了一种新颖的正则化策略来解决特征崩溃问题,这在基于聚类的自学学习方法中很常见。我们的广泛评估表明,我们学到的表示对下游任务的有效性,例如视频检索和动作识别。具体来说,我们在UCF上胜过7%,在HMDB上胜过4%,用于视频检索,而在UCF上的最高状态为5%,而HMDB则在HMDB上进行视频分类6%
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通常通过过去的选择来告知机器学习中的评估,例如要使用哪些数据集或指标。该标准化可以使用排行榜对平等基础进行比较,但是随着出现更好的替代方案,评估选择变得不佳。这个问题在自然语言生成中尤其相关,该语言需要不断改善的数据集,指标和人类评估以提出确定性的主张。为了使遵循最佳模型评估实践更加容易,我们介绍了GEMV2。新版本的一代,评估和指标基准为数据集,模型和指标开发人员提供了模块化基础架构,以使彼此受益。GEMV2支持40种记录的数据集中51种语言。所有数据集的模型都可以在线评估,我们的交互式数据卡创建和渲染工具使得在Living Benchmark中添加新数据集变得更加容易。
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语言模型既展示了定量的改进,又展示了新的定性功能,随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响,但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息,为破坏性的新模型能力做准备,并改善社会有害的效果,至关重要的是,我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战,我们介绍了超越模仿游戏基准(Big Bench)。 Big Bench目前由204个任务组成,由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的,从语言学,儿童发展,数学,常识性推理,生物学,物理学,社会偏见,软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号,Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为,跨越了数百万到数十亿个参数。此外,一个人类专家评估者团队执行了所有任务,以提供强大的基准。研究结果包括:模型性能和校准都随规模改善,但绝对的术语(以及与评估者的性能相比);在模型类中的性能非常相似,尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分,而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标;社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加,但这可以通过提示来改善。
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大型语言模型已被证明可以使用少量学习来实现各种自然语言任务的出色表现,这大大减少了将模型调整到特定应用程序所需的特定任务培训示例的数量。为了进一步了解量表对少量学习的影响,我们培训了一个5400亿个参数,密集激活的变压器语言模型,我们称之为“途径”语言模型棕榈。我们使用Pathways在6144 TPU V4芯片上训练了Palm,这是一种新的ML系统,可在多个TPU POD上进行高效的训练。我们通过在数百种语言理解和产生基准的基准方面实现最先进的学习结果来证明扩展的持续好处。在这些任务中,Palm 540B实现了突破性的表现,在一系列多步推理任务上表现出色,超过了最新的最新表现,并且在最近发布的Big Benchmark上表现优于平均人类表现。大量的大型基础任务显示出与模型量表的不连续改进,这意味着当我们扩展到最大模型时,性能急剧增加。 Palm在多语言任务和源代码生成方面也具有很强的功能,我们在各种基准测试中证明了这一点。我们还提供了有关偏见和毒性的全面分析,并研究了训练数据记忆的程度,相对于模型量表。最后,我们讨论与大语言模型有关的道德考虑,并讨论潜在的缓解策略。
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计算流体动力学(CFD)模拟广泛应用于工程和物理学。流体动力学的标准描述需要在不同的流动方案中求解Navier-Stokes(N-S)方程。然而,CFD仿真的应用是通过高性能计算的可用性,速度和平行性计算的。为了提高计算效率,已用于为CFD创建加速数据驱动近似的机器学习技术。大多数此类方法依赖于大型标记的CFD数据集,其昂贵以在构建强大的数据驱动模型所需的规模上获得。我们使用具有边界和几何条件的多通道输入,在各种边界条件下开发一种弱监控的方法来解决各种边界条件下的稳态N-S方程。我们在没有任何标记的仿真数据的情况下实现最先进的结果,但是使用自定义数据驱动和物理信息的丢失功能,通过使用和小规模的解决方案来赋予模型来解决N-S方程。为了提高分辨率和可预测性,我们培训堆叠模型的增加复杂性为N-S方程产生数值解。没有昂贵的计算,我们的模型以各种障碍和边界条件实现了高可预测性。鉴于其高灵活性,该模型可以在64×64域内在常规桌面计算机上以5毫秒的5毫秒生成解决方案,比常规CFD求解器快1000倍。在本地消费者计算硬件上的交互式CFD仿真翻译在数据传输令人望而越令人望而越来越多,可以提高边值流体问题的尺度,速度和计算成本,可以在实时预测上进行新的应用。
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我们考虑多级分类的问题,其中普遍选择的查询流到达,并且必须在线分配标签。与寻求最小化错误分类率的传统界定不同,我们将每个查询的总距离最小化到与其正确标签相对应的区域。当通过最近的邻分区确定真正的标签时 - 即点的标签由它最接近欧几里德距离所提供的点,我们表明人们可以实现独立的损失查询总数。我们通过显示学习常规凸集每查询需要几乎线性损耗来补充此结果。我们的结果为语境搜索的几何问题而被遗憾地构建了遗憾的保证。此外,我们制定了一种从多字符分类到二进制分类的新型还原技术,这可能具有独立兴趣。
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