联合学习产生了重大兴趣,几乎所有作品都集中在一个“星形”拓扑上,其中节点/设备每个都连接到中央服务器。我们远离此架构,并将其通过网络维度扩展到最终设备和服务器之间存在多个节点的情况。具体而言,我们开发多级混合联合学习(MH-FL),是层内模型学习的混合,将网络视为基于多层群集的结构。 MH-FL认为集群中的节点中的拓扑结构,包括通过设备到设备(D2D)通信形成的本地网络,并假设用于联合学习的半分散式架构。它以协作/协作方式(即,使用D2D交互)在不同网络层处的设备进行编程,以在模型参数上形成本地共识,并将其与树形层次层的层之间的多级参数中继相结合。我们相对于网络拓扑(例如,光谱半径)和学习算法的参数来得出MH-F1的收敛的大界限(例如,不同簇中的D2D圆数的数量)。我们在不同的集群中获得了一系列D2D轮的政策,以保证有限的最佳差距或收敛到全局最佳。然后,我们开发一个分布式控制算法,用于MH-FL在每个集群中调整每个集群的D2D轮,以满足特定的收敛标准。我们在现实世界数据集上的实验验证了我们的分析结果,并展示了MH-FL在资源利用率指标方面的优势。
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The usage of technologically advanced devices has seen a boom in many domains, including education, automation, and healthcare; with most of the services requiring Internet connectivity. To secure a network, device identification plays key role. In this paper, a device fingerprinting (DFP) model, which is able to distinguish between Internet of Things (IoT) and non-IoT devices, as well as uniquely identify individual devices, has been proposed. Four statistical features have been extracted from the consecutive five device-originated packets, to generate individual device fingerprints. The method has been evaluated using the Random Forest (RF) classifier and different datasets. Experimental results have shown that the proposed method achieves up to 99.8% accuracy in distinguishing between IoT and non-IoT devices and over 97.6% in classifying individual devices. These signify that the proposed method is useful in assisting operators in making their networks more secure and robust to security breaches and unauthorized access.
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Climate change is expected to intensify and increase extreme events in the weather cycle. Since this has a significant impact on various sectors of our life, recent works are concerned with identifying and predicting such extreme events from Earth observations. This paper proposes a 2D/3D two-branch convolutional neural network (CNN) for wildfire danger forecasting. To use a unified framework, previous approaches duplicate static variables along the time dimension and neglect the intrinsic differences between static and dynamic variables. Furthermore, most existing multi-branch architectures lose the interconnections between the branches during the feature learning stage. To address these issues, we propose a two-branch architecture with a Location-aware Adaptive Denormalization layer (LOADE). Using LOADE as a building block, we can modulate the dynamic features conditional on their geographical location. Thus, our approach considers feature properties as a unified yet compound 2D/3D model. Besides, we propose using an absolute temporal encoding for time-related forecasting problems. Our experimental results show a better performance of our approach than other baselines on the challenging FireCube dataset.
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Machine Learning models capable of handling the large datasets collected in the financial world can often become black boxes expensive to run. The quantum computing paradigm suggests new optimization techniques, that combined with classical algorithms, may deliver competitive, faster and more interpretable models. In this work we propose a quantum-enhanced machine learning solution for the prediction of credit rating downgrades, also known as fallen-angels forecasting in the financial risk management field. We implement this solution on a neutral atom Quantum Processing Unit with up to 60 qubits on a real-life dataset. We report competitive performances against the state-of-the-art Random Forest benchmark whilst our model achieves better interpretability and comparable training times. We examine how to improve performance in the near-term validating our ideas with Tensor Networks-based numerical simulations.
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在这个时代,作为医疗的主要重点,这一时刻已经到来了。尽管令人印象深刻,但已经开发出来检测疾病的多种技术。此时,有一些类型的疾病COVID-19,正常烟,偏头痛,肺病,心脏病,肾脏疾病,糖尿病,胃病,胃病,胃病,骨骼疾病,自闭症是非常常见的疾病。在此分析中,我们根据疾病的症状进行了分析疾病症状的预测。我们研究了一系列症状,并接受了人们的调查以完成任务。已经采用了几种分类算法来训练模型。此外,使用性能评估矩阵来衡量模型的性能。最后,我们发现零件分类器超过了其他分类器。
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部署AI驱动的系统需要支持有效人类互动的值得信赖的模型,超出了原始预测准确性。概念瓶颈模型通过在类似人类的概念的中间级别调节分类任务来促进可信度。这使得人类干预措施可以纠正错误预测的概念以改善模型的性能。但是,现有的概念瓶颈模型无法在高任务准确性,基于概念的强大解释和对概念的有效干预措施之间找到最佳的妥协,尤其是在稀缺完整和准确的概念主管的现实情况下。为了解决这个问题,我们提出了概念嵌入模型,这是一种新型的概念瓶颈模型,它通过学习可解释的高维概念表示形式而超出了当前的准确性-VS解关性权衡。我们的实验表明,嵌入模型(1)达到更好或竞争性的任务准确性W.R.T. W.R.T.没有概念的标准神经模型,(2)提供概念表示,以捕获有意义的语义,包括其地面真相标签,(3)支持测试时间概念干预措施,其在测试准确性中的影响超过了标准概念瓶颈模型,以及(4)规模对于稀缺的完整概念监督的现实条件。
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评估组织内组织和分支机构的效率对于经理来说是一个具有挑战性的问题。评估标准允许组织对其内部单位进行排名,确定其在竞争对手方面的立场,并实施改进和发展目的的策略。在评估银行分支机构的方法中,非参数方法吸引了近年来研究人员的注意。最广泛使用的非参数方法之一是数据包络分析(DEA),可带来有希望的结果。但是,静态DEA方法并未考虑模型中的时间。因此,本文使用动态DEA(DDEA)方法在三年内评估伊朗银行的分支机构(2017-2019)。然后将结果与静态DEA进行比较。对分支进行排名后,使用K-均值方法聚类。最后,引入了一种全面的敏感性分析方法,以帮助管理人员决定更改变量以将分支从一个群集转移到更有效的变量。
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这项工作提出了基于差异自动编码器卷积编码器产生的特征的概率分类器的内核选择方法。特别是,开发的方法允许选择最相关的潜在变量子集。在拟议的实现中,每个潜在变量都是从与最后一个编码器的卷积层的单个内核相关的分布中取样的,因为为每个内核创建了个体分布。因此,在采样的潜在变量上选择相关功能使得可以执行内核选择,从而过滤非信息性特征和内核。这样的导致模型参数数量减少。评估包装器和过滤器方法以进行特征选择。第二个特别相关,因为它仅基于内核的分布。通过测量所有分布之间的kullback-leibler差异来评估,假设其分布更相似的内核可以被丢弃。该假设得到了证实,因为观察到最相似的内核不会传达相关信息,并且可以去除。结果,所提出的方法适用于开发用于资源约束设备的应用程序。
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这项工作提出了一种用于概率分类器的新算法的Proboost。该算法使用每个训练样本的认知不确定性来确定最具挑战性/不确定的样本。然后,对于下一个弱学习者,这些样本的相关性就会增加,产生序列,该序列逐渐侧重于发现具有最高不确定性的样品。最后,将弱学习者的输出组合成分类器的加权集合。提出了三种方法来操纵训练集:根据弱学习者估计的不确定性,取样,过采样和加权训练样本。此外,还研究了有关集成组合的两种方法。本文所考虑的弱学习者是标准的卷积神经网络,而不确定性估计使用的概率模型则使用变异推理或蒙特卡洛辍学。在MNIST基准数据集上进行的实验评估表明,ProbOOST可以显着改善性能。通过评估这项工作中提出的相对可实现的改进,进一步强调了结果,该指标表明,只有四个弱学习者的模型导致该指标的改进超过12%(出于准确性,灵敏度或特异性),与没有探针的模型相比。
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与汽车和其他公路车辆相比,公共汽车和重型车辆由于其尺寸较大而具有更多的盲点。因此,这些重型车辆造成的事故更具致命性,并给其他道路使用者造成严重伤害。这些可能的盲点碰撞可以使用基于视觉的对象检测方法来尽早确定。然而,现有的基于最新视觉的对象检测模型在很大程度上依赖于单个功能描述符来做出决策。在这项研究中,提出了基于高级功能描述符的两个卷积神经网络(CNN)的设计,并提出了它们与更快的R-CNN的集成,以检测重型车辆的盲点碰撞。此外,提出了一种融合方法,以整合两个预训练的网络(即Resnet 50和Resnet 101),用于提取高水平的特征以进行盲点车辆检测。功能的融合显着提高了更快的R-CNN的性能,并优于现有的最新方法。两种方法均在公共汽车的自我录制的盲点车辆检测数据集和用于车辆检测的在线LISA数据集上进行了验证。对于两种提出的方​​法,对于自记录的数据集,可获得3.05%和3.49%的虚假检测率(FDR),使这些方法适用于实时应用。
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