计算机辅助方法为诊断和预测脑疾病显示了附加的价值，因此可以支持临床护理和治疗计划中的决策。本章将洞悉方法的类型，其工作，输入数据（例如认知测试，成像和遗传数据）及其提供的输出类型。我们将专注于诊断的特定用例，即估计患者的当前“状况”，例如痴呆症的早期检测和诊断，对脑肿瘤的鉴别诊断以及中风的决策。关于预测，即对患者的未来“状况”的估计，我们将缩小用例，例如预测多发性硬化症中的疾病病程，并预测脑癌治疗后患者的结局。此外，根据这些用例，我们将评估当前的最新方法，并强调当前对这些方法进行基准测试的努力以及其中的开放科学的重要性。最后，我们评估了计算机辅助方法的当前临床影响，并讨论了增加临床影响所需的下一步。
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放射线学使用定量医学成像特征来预测临床结果。目前，在新的临床应用中，必须通过启发式试验和纠正过程手动完成各种可用选项的最佳放射组方法。在这项研究中，我们提出了一个框架，以自动优化每个应用程序的放射线工作流程的构建。为此，我们将放射线学作为模块化工作流程，并为每个组件包含大量的常见算法。为了优化每个应用程序的工作流程，我们使用随机搜索和结合使用自动化机器学习。我们在十二个不同的临床应用中评估我们的方法，从而在曲线下导致以下区域：1）脂肪肉瘤（0.83）； 2）脱粘型纤维瘤病（0.82）; 3）原发性肝肿瘤（0.80）; 4）胃肠道肿瘤（0.77）； 5）结直肠肝转移（0.61）; 6）黑色素瘤转移（0.45）; 7）肝细胞癌（0.75）; 8）肠系膜纤维化（0.80）; 9）前列腺癌（0.72）； 10）神经胶质瘤（0.71）; 11）阿尔茨海默氏病（0.87）;和12）头颈癌（0.84）。我们表明，我们的框架具有比较人类专家的竞争性能，优于放射线基线，并且表现相似或优于贝叶斯优化和更高级的合奏方法。最后，我们的方法完全自动优化了放射线工作流的构建，从而简化了在新应用程序中对放射线生物标志物的搜索。为了促进可重复性和未来的研究，我们公开发布了六个数据集，框架的软件实施以及重现这项研究的代码。
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本文解决了利益区域（ROI）计算机断层扫描（CT）的图像重建问题。尽管基于模型的迭代方法可用于此问题，但由于乏味的参数化和缓慢的收敛性，它们的实用性通常受到限制。另外，当保留的先验不完全适合溶液空间时，可以获得不足的溶液。深度学习方法提供了一种快速的替代方法，从大型数据集中利用信息，因此可以达到高重建质量。但是，这些方法通常依赖于不考虑成像系统物理学的黑匣子，而且它们缺乏可解释性通常会感到沮丧。在两种方法的十字路口，最近都提出了展开的深度学习技术。它们将模型的物理和迭代优化算法纳入神经网络设计中，从而在各种应用中均具有出色的性能。本文介绍了一种新颖的，展开的深度学习方法，称为U-RDBFB，为ROI CT重建而设计为有限的数据。由于强大的非凸数据保真功能与稀疏性诱导正则化功能相结合，因此有效地处理了很少的截断数据。然后，嵌入在迭代重新加权方案中的块双重前向（DBFB）算法的迭代将在神经网络体系结构上展开，从而以监督的方式学习各种参数。我们的实验显示了对各种最新方法的改进，包括基于模型的迭代方案，深度学习体系结构和深度展开的方法。
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本文提出了一种新方法，用于在大规模语言数据集中自动检测具有词汇性别的单词。目前，对自然语言处理中性别偏见的评估取决于手动编译的性别表达词典，例如代词（'He'，'She'等）和具有词汇性别的名词（“母亲”，“男友”，''女警等）。但是，如果没有定期更新这些列表的手动汇编，则可以导致静态信息，并且通常涉及单个注释者和研究人员的价值判断。此外，列表中未包含的术语不超出分析范围。为了解决这些问题，我们设计了一种基于词典的可扩展方法，以自动检测词汇性别，该性别可以提供具有高覆盖范围的动态，最新分析。我们的方法在确定从Wikipedia样本中随机检索的名词的词汇性别以及在先前研究中使用的性别单词列表中进行测试时达到了超过80％的精度。
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深度重新结合因实现最新的机器学习任务而被认可。但是，这些体系结构的出色性能取决于培训程序，需要精心制作以避免消失或爆炸梯度，尤其是随着深度$ l $的增加。关于如何减轻此问题，尚无共识，尽管广泛讨论的策略在于将每一层的输出缩放为$ \ alpha_l $。我们在概率环境中显示标准I.I.D.初始化，唯一的非平凡动力学是$ \ alpha_l = 1/\ sqrt {l} $（其他选择导致爆炸或身份映射）。该缩放因子在连续的时间限制中对应于神经随机微分方程，这与广泛的解释相反，即深度重新连接是神经普通微分方程的离散化。相比之下，在后一种制度中，具有特定相关初始化和$ \ alpha_l = 1/l $获得稳定性。我们的分析表明，与层指数的函数之间的缩放比例和规律性之间存在很强的相互作用。最后，在一系列实验中，我们表现出由这两个参数驱动的连续范围，这在训练之前和之后会共同影响性能。
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播客已经出现在大量消耗的在线内容中，特别是由于生产手段的可访问性和通过大型流平台进行缩放分布。分类系统和信息访问技术通常使用主题作为组织或导航播客集合的主要方式。然而，用主题注释播客仍然是非常有问题的，因为分配的编辑类型是广泛的，异构或误导性的，或者因为数据挑战（例如，MetaData文本短，嘈杂的成绩单）。在这里，我们使用主题建模技术来评估从播客元数据，标题和描述中发现相关主题的可行性。我们还提出了一种新的策略来利用命名实体（NES），通常存在于播客元数据中，以非负矩阵分解（NMF）主题建模框架。我们在Spotify和iTunes和Deezer中的两个现有数据集的实验，该数据来自提供播客目录的新数据集，显示我们所提出的文档表示Neice，导致基于基线的主题连贯性。我们释放了结果的实验性再现性的代码。
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我们使用神经语义解析方法解决对大知识图表的弱监督会议问题的问题。我们介绍了一种新的逻辑表单（LF）语法，可以在图中模拟各种查询，同时仍然足够简单以有效地生成监督数据。我们的变换器的模型将类似于输入的JSON的结构，允许我们轻松地结合知识图形和会话环境。该结构化输入转换为嵌入列表，然后馈送到标准注意图层。我们验证了我们的方法，无论是在语法覆盖范围和LF执行准确性方面，在两个公开可用的数据集，CSQA和Chamquestions，都在Wikidata接地。在CSQA上，我们的方法将覆盖范围从80美元的价格增加到96.2 \％$ 75.6 \％$ 75.6 \％$ 75.6 \％$，关于以前的最先进的结果。在CuncQuestions上，我们对最先进的竞争结果实现了竞争力。
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Recently, there has been an increasing interest in (supervised) learning with graph data, especially using graph neural networks. However, the development of meaningful benchmark datasets and standardized evaluation procedures is lagging, consequently hindering advancements in this area. To address this, we introduce the TUDATASET for graph classification and regression. The collection consists of over 120 datasets of varying sizes from a wide range of applications. We provide Python-based data loaders, kernel and graph neural network baseline implementations, and evaluation tools. Here, we give an overview of the datasets, standardized evaluation procedures, and provide baseline experiments. All datasets are available at www.graphlearning.io. The experiments are fully reproducible from the code available at www.github.com/chrsmrrs/tudataset.
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