由于其定量优点和高灵敏度,位置排放断层扫描(PET)被广泛用于诊所和研究中,但遭受了低信噪比(SNR)的侵害。最近,卷积神经网络(CNN)已被广泛用于提高宠物图像质量。尽管在局部特征提取方面取得了成功和有效的效率,但由于其接受场有限,CNN无法很好地捕获远距离依赖性。全球多头自我注意力(MSA)是捕获远程信息的流行方法。但是,3D图像的全局MSA计算具有较高的计算成本。在这项工作中,我们提出了一个有效的空间和渠道编码器变压器Spach Transformer,可以基于本地和全局MSA来利用空间和渠道信息。基于不同宠物示踪剂数据集的实验,即$^{18} $ f-fdg,$^{18} $ f-acbc,$^{18} $ f-dcfpyl,$ f-dcfpyl和$^{68} $ ga--进行了Dotatate,以评估提出的框架。定量结果表明,所提出的SPACH变压器可以比其他参考方法获得更好的性能。
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Recent advances in artificial intelligence (AI) have significantly intensified research in the geoscience and remote sensing (RS) field. AI algorithms, especially deep learning-based ones, have been developed and applied widely to RS data analysis. The successful application of AI covers almost all aspects of Earth observation (EO) missions, from low-level vision tasks like super-resolution, denoising, and inpainting, to high-level vision tasks like scene classification, object detection, and semantic segmentation. While AI techniques enable researchers to observe and understand the Earth more accurately, the vulnerability and uncertainty of AI models deserve further attention, considering that many geoscience and RS tasks are highly safety-critical. This paper reviews the current development of AI security in the geoscience and RS field, covering the following five important aspects: adversarial attack, backdoor attack, federated learning, uncertainty, and explainability. Moreover, the potential opportunities and trends are discussed to provide insights for future research. To the best of the authors' knowledge, this paper is the first attempt to provide a systematic review of AI security-related research in the geoscience and RS community. Available code and datasets are also listed in the paper to move this vibrant field of research forward.
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近年来,由于海洋漏油事故严重影响环境,自然资源和沿海居民的生活,近年来,漏油事件引起了人们的关注。高光谱遥感图像提供了丰富的光谱信息,这对在复杂的海洋场景中监测漏油物有益。但是,大多数现有方法都是基于受监督和半监督的框架来检测高光谱图像(HSIS)的漏油事件,这些框架需要大量努力来注释一定数量的高质量训练集。在这项研究中,我们首次尝试基于HSIS的隔离森林开发无监督的漏油检测方法。首先,考虑到噪声水平在不同的频段之间有所不同,因此利用了噪声方差估计方法来评估不同频段的噪声水平,并且消除了因严重噪声而损坏的频段。其次,使用内核主成分分析(KPCA)来降低HSIS的高维度。然后,用隔离林估计属于海水和油泄漏之一的每个像素的概率,并且使用群集算法在检测到的概率上自动生产一组伪标记的训练样品。最后,可以通过在减少尺寸的数据上执行支持向量机(SVM)来获得初始检测图,然后,使用扩展的随机Walker(ERW)模型进一步优化初始检测结果,以改善检测检测漏油的准确性。关于我们自己创建的空气传播高光谱漏油数据(HOSD)的实验表明,该方法在其他最先进的检测方法方面获得了卓越的检测性能。
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在深度学习时代,注释的数据集已成为遥感社区的关键资产。在过去的十年中,发表了许多不同的数据集,每个数据集都为特定的数据类型以及特定的任务或应用程序设计。在遥感数据集的丛林中,很难跟踪已经可用的内容。在本文中,我们介绍了EOD -IEEE GRSS地球观察数据库(EOD) - 一个交互式在线平台,用于分类不同类型的数据集利用遥感图像。
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我们研究了顺序预测和在线minimax遗憾的问题,并在一般损失函数下具有随机生成的特征。我们介绍了一个预期的最坏情况下的概念minimax遗憾,它概括并涵盖了先前已知的minimax遗憾。对于这种极匹马的遗憾,我们通过随机全局顺序覆盖的新颖概念建立了紧密的上限。我们表明,对于VC-Dimension $ \ Mathsf {Vc} $和$ I.I.D. $生成的长度$ t $的假设类别,随机全局顺序覆盖的基数可以在上限上限制高概率(WHP) e^{o(\ mathsf {vc} \ cdot \ log^2 t)} $。然后,我们通过引入一种称为Star-Littlestone维度的新复杂度度量来改善这种束缚,并显示与Star-Littlestone dimension $ \ Mathsf {Slsf {sl} $类别的类别允许订单的随机全局顺序覆盖$ e^{o(\ Mathsf) {sl} \ cdot \ log t)} $。我们进一步建立了具有有限脂肪的数字的真实有价值类的上限。最后,通过应用固定设计的Minimax遗憾的信息理论工具,我们为预期的最坏情况下的Minimax遗憾提供了下限。我们通过在预期的最坏情况下对对数损失和一般可混合损失的遗憾建立紧密的界限来证明我们的方法的有效性。
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这里介绍了人工智能研究所(IARAI)组织的2022年Landslide4sense(L4S)竞赛的科学结果。竞争的目的是根据全球收集的卫星图像的大规模多个来源自动检测滑坡。 2022 L4S旨在促进有关使用卫星图像的语义分割任务的深度学习模型(DL)模型最新发展的跨学科研究。在过去的几年中,由于卷积神经网络(CNN)的发展,基于DL的模型已经达到了对图像解释的期望。本文的主要目的是介绍本次比赛中介绍的细节和表现最佳的算法。获胜的解决方案详细介绍了Swin Transformer,Segformer和U-NET等最先进的模型。还考虑了先进的机器学习技术和诸如硬采矿,自我培训和混合数据增强之类的策略。此外,我们描述了L4S基准数据集,以促进进一步的比较,并在线报告准确性评估的结果。可以在\ textIt {未来开发排行榜上访问数据,以供将来评估,\ url {https://www.iarai.ac.ac.at/landslide4sense/challenge/},并邀请研究人员提交更多预测结果,评估准确性在他们的方法中,将它们与其他用户的方法进行比较,理想情况下,改善了本文报告的滑坡检测结果。
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近年来,深度学习算法在地球观察(EO)中的应用使依赖远程感知数据的领域取得了重大进展。但是,鉴于EO中的数据量表,创建具有专家使用像素级注释的大型数据集是昂贵且耗时的。在这种情况下,先验被视为一种有吸引力的方法,可以减轻在训练EO的深度学习方法时手动标签的负担。对于某些应用,这些先验很容易获得。本研究以许多计算机视觉任务中的自我监督特征表示学习的对比学习方法取得了巨大成功的动机,本研究提出了一种使用作物标签比例的在线深度聚类方法,作为研究基于政府作物的样本级别的先验者 - 整个农业地区的比例数据。我们使用来自巴西两个不同农业地区的两个大数据集评估了该方法。广泛的实验表明,该方法对不同的数据类型(合成句子雷达和光学图像)具有鲁棒性,考虑到目标区域中主要的作物类型,报告了更高的精度值。因此,它可以减轻EO应用中大规模图像注释的负担。
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心脏病发病率和心脏死亡率大大增加,这会影响全球公共卫生和世界经济。心脏病的早期预测对于降低心脏发病率和死亡率至关重要。本文提出了两种量子机学习方法,即混合量子神经网络和混合随机森林量子神经网络,用于早期检测心脏病。这些方法应用于克利夫兰和Statlog数据集上。结果表明,混合量子神经网络和混合随机森林量子神经网络分别适用于高维和低维问题。混合量子神经网络对离群数据敏感,而混合随机森林对异常数据的稳健数据具有稳健性。不同机器学习方法之间的比较表明,提出的量子方法更适合于早期的心脏病预测,其中分别为Cleveland和Statlog数据集获得了曲线下96.43%和97.78%的面积。
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基于文本描述的高分辨率遥感图像的合成在许多实际应用方案中具有巨大的潜力。尽管深度神经网络在许多重要的遥感任务中取得了巨大的成功,但是从文本描述中生成现实的遥感图像仍然非常困难。为了应对这一挑战,我们提出了一个新颖的文本形象现代霍普菲尔德网络(TXT2IMG-MHN)。 TXT2IMG-MHN的主要思想是在具有现代Hopfield层的文本和图像嵌入方式上进行层次原型学习。 TXT2IMG-MHN并没有直接学习具体但高度多样化的文本图像联合特征表示,而是旨在从文本图像嵌入中学习最具代表性的原型,从而实现一种粗略的学习策略。然后可以利用这些学到的原型来代表文本到图像生成任务中更复杂的语义。为了更好地评估生成图像的现实主义和语义一致性,我们使用对合成图像训练的分类模型对真实遥感数据进行零击分类。尽管它很简单,但我们发现,零弹性分类的总体准确性可以作为评估从文本生成图像的能力的良好指标。基准遥感文本图像数据集上的广泛实验表明,所提出的TXT2IMG-MHN比现有方法可以生成更现实的遥感图像。代码和预培训模型可在线获得(https://github.com/yonghaoxu/txt2img-mhn)。
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多年来,卷积神经网络(CNN)已成为多种计算机视觉任务的事实上的标准。尤其是,基于开创性体系结构(例如具有跳过连接的U形模型)或具有金字塔池的Artous卷积的深度神经网络已针对广泛的医学图像分析任务量身定制。此类架构的主要优点是它们容易拘留多功能本地功能。然而,作为一般共识,CNN无法捕获由于卷积操作的固有性能的内在特性而捕获长期依赖性和空间相关性。另外,从全球信息建模中获利的变压器源于自我发项机制,最近在自然语言处理和计算机视觉方面取得了出色的表现。然而,以前的研究证明,局部和全局特征对于密集预测的深层模型至关重要,例如以不同的形状和配置对复杂的结构进行分割。为此,本文提出了TransDeeplab,这是一种新型的DeepLab样纯变压器,用于医学图像分割。具体而言,我们用移动的窗口利用层次旋转式变形器来扩展DeepLabV3并建模非常有用的空间金字塔池(ASPP)模块。对相关文献的彻底搜索结果是,我们是第一个用基于纯变压器模型对开创性DeepLab模型进行建模的人。关于各种医学图像分割任务的广泛实验证明,我们的方法在视觉变压器和基于CNN的方法的合并中表现出色或与大多数当代作品相提并论,并显着降低了模型复杂性。代码和训练有素的模型可在https://github.com/rezazad68/transdeeplab上公开获得
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