巴西最高法院每学期收到数万案件。法院员工花费数千个小时来执行这些案件的初步分析和分类 - 这需要努力从案件管理工作流的后部,更复杂的阶段进行努力。在本文中,我们探讨了来自巴西最高法院的文件多模式分类。我们在6,510起诉讼(339,478页)的新型多模式数据集上训练和评估我们的方法,并用手动注释将每个页面分配给六个类之一。每个诉讼都是页面的有序序列,它们既可以作为图像存储,又是通过光学特征识别提取的相应文本。我们首先训练两个单峰分类器:图像上对Imagenet进行了预先训练的重新编织,并且图像上进行了微调,并且具有多个内核尺寸过滤器的卷积网络在文档文本上从SCRATCH进行了训练。我们将它们用作视觉和文本特征的提取器,然后通过我们提出的融合模块组合。我们的融合模块可以通过使用学习的嵌入来处理缺失的文本或视觉输入,以获取缺少数据。此外,我们尝试使用双向长期记忆(BILSTM)网络和线性链条件随机字段进行实验,以模拟页面的顺序性质。多模式方法的表现都优于文本分类器和视觉分类器,尤其是在利用页面的顺序性质时。
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语义场景完成(SSC)是一个具有挑战性的计算机视觉任务,具有许多实际应用,从机器人到辅助计算。其目标是在场景的视野中推断3D几何图形和体素的语义标记,包括遮挡区域。在这项工作中,我们呈现出来,一种新型轻质多模式3D深CNN,其与来自BiMoDal 2D分段网络的语义前沿的RGB-D图像的深度分量无缝地熔化结构数据。这一领域的一个至关重要的困难是缺乏完全标记的现实世界3D数据集,足以训练当前的数据饥饿的深3d CNN。在2D计算机愿景任务中,已提出许多数据增强策略来改善CNN的泛化能力。但是,这些方法不能直接应用于RGB-D输入和SSC解决方案的输出量。在本文中,我们介绍了可以应用于多模式SSC网络的3D数据增强策略的使用。我们通过全面和可重复的消融研究验证我们的贡献。我们的解决方案始终如一地超越了以前的作品,具有类似的复杂程度。
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State-of-the-art brain tumor segmentation is based on deep learning models applied to multi-modal MRIs. Currently, these models are trained on images after a preprocessing stage that involves registration, interpolation, brain extraction (BE, also known as skull-stripping) and manual correction by an expert. However, for clinical practice, this last step is tedious and time-consuming and, therefore, not always feasible, resulting in skull-stripping faults that can negatively impact the tumor segmentation quality. Still, the extent of this impact has never been measured for any of the many different BE methods available. In this work, we propose an automatic brain tumor segmentation pipeline and evaluate its performance with multiple BE methods. Our experiments show that the choice of a BE method can compromise up to 15.7% of the tumor segmentation performance. Moreover, we propose training and testing tumor segmentation models on non-skull-stripped images, effectively discarding the BE step from the pipeline. Our results show that this approach leads to a competitive performance at a fraction of the time. We conclude that, in contrast to the current paradigm, training tumor segmentation models on non-skull-stripped images can be the best option when high performance in clinical practice is desired.
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A generalized understanding of protein dynamics is an unsolved scientific problem, the solution of which is critical to the interpretation of the structure-function relationships that govern essential biological processes. Here, we approach this problem by constructing coarse-grained molecular potentials based on artificial neural networks and grounded in statistical mechanics. For training, we build a unique dataset of unbiased all-atom molecular dynamics simulations of approximately 9 ms for twelve different proteins with multiple secondary structure arrangements. The coarse-grained models are capable of accelerating the dynamics by more than three orders of magnitude while preserving the thermodynamics of the systems. Coarse-grained simulations identify relevant structural states in the ensemble with comparable energetics to the all-atom systems. Furthermore, we show that a single coarse-grained potential can integrate all twelve proteins and can capture experimental structural features of mutated proteins. These results indicate that machine learning coarse-grained potentials could provide a feasible approach to simulate and understand protein dynamics.
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Text classification is a natural language processing (NLP) task relevant to many commercial applications, like e-commerce and customer service. Naturally, classifying such excerpts accurately often represents a challenge, due to intrinsic language aspects, like irony and nuance. To accomplish this task, one must provide a robust numerical representation for documents, a process known as embedding. Embedding represents a key NLP field nowadays, having faced a significant advance in the last decade, especially after the introduction of the word-to-vector concept and the popularization of Deep Learning models for solving NLP tasks, including Convolutional Neural Networks (CNNs), Recurrent Neural Networks (RNNs), and Transformer-based Language Models (TLMs). Despite the impressive achievements in this field, the literature coverage regarding generating embeddings for Brazilian Portuguese texts is scarce, especially when considering commercial user reviews. Therefore, this work aims to provide a comprehensive experimental study of embedding approaches targeting a binary sentiment classification of user reviews in Brazilian Portuguese. This study includes from classical (Bag-of-Words) to state-of-the-art (Transformer-based) NLP models. The methods are evaluated with five open-source databases with pre-defined data partitions made available in an open digital repository to encourage reproducibility. The Fine-tuned TLMs achieved the best results for all cases, being followed by the Feature-based TLM, LSTM, and CNN, with alternate ranks, depending on the database under analysis.
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机器学习潜力是分子模拟的重要工具,但是由于缺乏高质量数据集来训练它们的发展,它们的开发阻碍了它们。我们描述了Spice数据集,这是一种新的量子化学数据集,用于训练与模拟与蛋白质相互作用的药物样的小分子相关的潜在。它包含超过110万个小分子,二聚体,二肽和溶剂化氨基酸的构象。它包括15个元素,带电和未充电的分子以及广泛的共价和非共价相互作用。它提供了在{\ omega} b97m-d3(bj)/def2-tzVPPD理论水平以及其他有用的数量(例如多极矩和键阶)上计算出的力和能量。我们在其上训练一组机器学习潜力,并证明它们可以在化学空间的广泛区域中实现化学精度。它可以作为创建可转移的,准备使用潜在功能用于分子模拟的宝贵资源。
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基于连续的潜在空间(例如变异自动编码器)的概率模型可以理解为无数混合模型,其中组件连续取决于潜在代码。它们具有用于生成和概率建模的表达性工具,但与可牵引的概率推断不符,即计算代表概率分布的边际和条件。同时,可以将概率模型(例如概率电路(PC))理解为层次离散混合模型,从而使它们可以执行精确的推断,但是与连续的潜在空间模型相比,它们通常显示出低于标准的性能。在本文中,我们研究了一种混合方法,即具有较小潜在尺寸的可拖动模型的连续混合物。尽管这些模型在分析上是棘手的,但基于一组有限的集成点,它们非常适合数值集成方案。有足够数量的集成点,近似值变得精确。此外,使用一组有限的集成点,可以将近似方法编译成PC中,以“在近似模型中的精确推断”执行。在实验中,我们表明这种简单的方案被证明非常有效,因为PC在许多标准密度估计基准上以这种方式为可拖动模型设定了新的最新模型。
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纳米四轮驱动器是小的,敏捷且廉价的平台,非常适合在狭窄,混乱的环境中部署。由于其有效载荷有限,这些车辆在处理能力方面受到了高度限制,从而使基于常规视觉的方法具有安全性和自主导航不兼容。最近的机器学习发展有望在低潜伏期处高性能感知,而专用的边缘计算硬件有可能增强这些有限设备的处理能力。在这项工作中,我们提出了Nanoflownet,这是一个轻巧的卷积神经网络,用于实时密集的光流估计,对边缘计算硬件。我们从最新的语义细分方面汲取灵感来设计该网络。此外,我们使用运动边界地面真实数据指导学习光流的学习,从而改善了性能而不会影响延迟。 MPI-SINTEL数据集的验证结果显示,鉴于其受限的体系结构,该网络的高性能。此外,我们通过将其部署在超低功率GAP8微处理器上,并将其应用于BitCraze Crazyflie,这是34 G纳米四轮摩托车的BitCraze Crazyflie,并将其应用于34 G Nano Quadcopter的BitCraze Crazyflie,从而成功地证明了纳米滚子的功能。
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ICECUBE是一种用于检测1 GEV和1 PEV之间大气和天体中微子的光学传感器的立方公斤阵列,该阵列已部署1.45 km至2.45 km的南极的冰盖表面以下1.45 km至2.45 km。来自ICE探测器的事件的分类和重建在ICeCube数据分析中起着核心作用。重建和分类事件是一个挑战,这是由于探测器的几何形状,不均匀的散射和冰中光的吸收,并且低于100 GEV的光,每个事件产生的信号光子数量相对较少。为了应对这一挑战,可以将ICECUBE事件表示为点云图形,并将图形神经网络(GNN)作为分类和重建方法。 GNN能够将中微子事件与宇宙射线背景区分开,对不同的中微子事件类型进行分类,并重建沉积的能量,方向和相互作用顶点。基于仿真,我们提供了1-100 GEV能量范围的比较与当前ICECUBE分析中使用的当前最新最大似然技术,包括已知系统不确定性的影响。对于中微子事件分类,与当前的IceCube方法相比,GNN以固定的假阳性速率(FPR)提高了信号效率的18%。另外,GNN在固定信号效率下将FPR的降低超过8(低于半百分比)。对于能源,方向和相互作用顶点的重建,与当前最大似然技术相比,分辨率平均提高了13%-20%。当在GPU上运行时,GNN能够以几乎是2.7 kHz的中位数ICECUBE触发速率的速率处理ICECUBE事件,这打开了在在线搜索瞬态事件中使用低能量中微子的可能性。
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几种慢性肺疾病,例如特发性肺纤维化(IPF)的特征是气道异常扩张。计算机断层扫描(CT)上气道特征的定量可以帮助表征疾病进展。已经开发了基于物理的气道测量算法,但由于在临床实践中看到的气道形态多样性,因此取得了有限的成功。由于获得精确的气道注释的高成本,监督学习方法也不可行。我们建议使用感知损失通过样式转移进行综合气道,以训练我们的模型气道转移网络(ATN)。我们使用a)定性评估将ATN模型与最先进的GAN网络(SIMGAN)进行比较; b)评估基于ATN和SIMGAN的CT气道指标预测113例IPF患者死亡率的能力。与Simgan相比,ATN被证明更快,更容易训练。还发现基于ATN的气道测量值始终比IPF CTS上的SIMGAN衍生气道指标更强大。通过转化网络使用感知损失来完善合成数据的转化网络是基于GAN的方法的现实替代方法,用于用于特发性肺纤维化的临床CT分析。我们的源代码可以在https://github.com/ashkanpakzad/atn上找到,该源代码与Airquant的现有开放源气道分析框架兼容。
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