一种感染细菌和古代的原核病毒是微生物社区的关键球员。预测原核病毒的宿主有助于破译微生物之间的动态关系。虽然存在用于宿主鉴定的实验方法,但它们是劳动密集型或需要培养宿主细胞,从而产生对计算宿主预测的需求。尽管结果有一些有希望的结果,但计算宿主预测仍然是挑战,因为通过高通量测序技术通过有限的已知的相互作用和纯粹的测序量。最先进的方法只能在物种级别达到43%的精度。这项工作呈现樱桃,该工具配制主机预测作为知识图中的链路预测。作为病毒原核相互作用预测工具,可以应用樱桃以预测新发现病毒的宿主以及感染抗生素抗菌细菌的病毒。我们展示了樱桃对既有应用的效用,并将其性能与不同情景中的最先进的方法进行了比较。为了我们最好的知识,樱桃在识别病毒 - 原核互动方面具有最高的准确性。它优于物种水平的所有现有方法,精度增加37%。此外,樱桃的性能比其他工具更短的Contig。
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背景:感染细菌和古代的原核病毒是生物圈中最丰富和多样化的生物实体。要了解各种生态系统中的监管作用,并利用治疗中使用的噬菌体的潜力,需要了解有病毒宿主关系的知识。高通量测序及其对微生物组的应用已经为预测宿主特定病毒可能感染的预测提供了新的机会。但是,计算宿主预测存在两个主要挑战。首先,经验上已知的病毒 - 宿主关系非常有限。其次,虽然病毒与其原核寄存器之间的序列相似度被用作宿主预测的主要特征,但在许多情况下,对齐在丢失或含糊不清。因此,仍然需要提高宿主预测的准确性。结果:在这项工作中,我们提出了一个半监督的学习模型,名为Hostg,为新颖病毒进行主机预测。我们通过利用病毒病毒蛋白质相似性和病毒宿主DNA序列相似性构建知识图。然后采用图形卷积网络(GCN)来利用或没有已知主机在培训中进行病毒来提高学习能力。在GCN培训期间,我们最小化预期的校准错误(ECE),以确保预测的信心。我们在模拟和实际测序数据上测试了HostG,并将其性能与其他用于病毒主机分类(VHM-Net,Wish,PHP,Hophage,Rafah,VHulk和VPF-Class)设计的最先进的方法。结论:Hostg优于其他流行的方法,展示了使用基于GCN的半监督学习方法的功效。 Hostg的特殊优势是它能够从新的分类群中预测主机。
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城市化及其问题需要对城市动态,尤其是现代城市复杂而多样化的生活方式的深入和全面的了解。数字化的数据可以准确捕获复杂的人类活动,但缺乏人口统计数据的解释性。在本文中,我们研究了美国11个都会区的120万人到110万个地方的出行探访模式的隐私增强数据集,以检测美国最大的美国城市中的潜在行动行为和生活方式。尽管出行访问的复杂性很大,但我们发现生活方式可以自动分解为12种潜在的可解释的活动行为,人们如何将购物,饮食,工作或利用空闲时间结合起来。我们没有描述具有单一生活方式的人,而是发现城市居民的行为是这些行为的混合。那些被检测到的潜在活动行为同样存在于城市之间,无法通过主要人口特征来完全解释。最后,我们发现这些潜在行为与在控制人口特征之后,即使在控制人口特征之后,这些潜在行为也与经验丰富的收入隔离,运输或健康行为有关。我们的结果表明,与活动行为相辅相成,以了解城市动态的重要性。
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青光眼是一种严重的盲目疾病,迫切需要自动检测方法来减轻眼科医生的稀缺性。许多作品提出采用深度学习方法,涉及视盘和杯中的分割以进行青光眼检测,其中分割过程通常仅被视为上游子任务。在青光眼评估中,底底图像与分割面具之间的关系很少探索。我们提出了一种基于细分的信息提取和融合方法来实现青光眼检测任务,该方法利用了分割掩模的稳健性,而无需忽略原始底底图像中的丰富信息。私有数据集和公共数据集的实验结果表明,我们提出的方法的表现优于所有仅利用底面图像或口罩的模型。
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深神经网络(DNN)已成为许多应用程序域(包括基于Web的服务)的重要组成部分。这些服务需要高吞吐量和(接近)实时功能,例如,对用户的请求做出反应或反应,或者按时处理传入数据流。但是,DNN设计的趋势是朝着具有许多层和参数的较大模型,以实现更准确的结果。尽管这些模型通常是预先训练的,但是在如此大的模型中,计算复杂性仍然相对显着,从而阻碍了低推断潜伏期。实施缓存机制是用于加速服务响应时间的典型系统工程解决方案。但是,传统的缓存通常不适合基于DNN的服务。在本文中,我们提出了一种端到端自动化解决方案,以根据其计算复杂性和推理延迟来提高基于DNN的服务的性能。我们的缓存方法采用了DNN模型和早期出口的自我介绍的思想。提出的解决方案是一种自动化的在线层缓存机制,如果提前出口之一中的高速缓存模型足够有信心,则可以在推理时间提早退出大型模型。本文的主要贡献之一是,我们将该想法实施为在线缓存,这意味着缓存模型不需要访问培训数据,并且仅根据运行时的传入数据执行,使其适用于应用程序使用预训练的模型。我们的实验在两个下游任务(面部和对象分类)上结果表明,平均而言,缓存可以将这些服务的计算复杂性降低到58 \%(就FLOPS计数而言),并将其推断潜伏期提高到46 \%精度低至零至零。
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图像DeBlurring旨在恢复模糊图像中的详细纹理信息或结构,这已成为许多计算机视觉任务中必不可少的一步。尽管已经提出了各种方法来处理图像去除问题,但大多数方法将模糊图像视为一个整体,并忽略了不同图像频率的特征。在本文中,我们提出了一种新方法,称为图像脱毛的多尺度频率分离网络(MSFS-NET)。 MSFS-NET将频率分离模块(FSM)引入编码器 - 模块网络体系结构中,以在多个尺度上捕获图像的低频和高频信息。然后,分别设计了一个循环一致性策略和对比度学习模块(CLM),以保留低频信息,并在Deblurring期间恢复高频信息。最后,不同量表的特征是通过跨尺度特征融合模块(CSFFM)融合的。基准数据集的广泛实验表明,所提出的网络可实现最先进的性能。
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神经网络(NNS)的能力在顺序地学习和记住多项任务是由于其灾难性遗忘(CF)问题而在实现一般人工智能方面面临艰难的挑战。幸运的是,最新的OWM正交权重修改)和其他几种连续学习(CL)方法表明了一些有希望的克服CF问题的方法。但是,现有的CL方法都没有探讨以下三个关键问题,以便有效地克服CF问题:即,它有助于在其顺序任务学习期间对NN的有效权重修改有所了解?当新学习任务的数据分布与先前学习的任务相对应的更改时,是否应该采用统一/特定的权重修改策略?对于给定的CL方法,可学习任务的上限是什么? ect。为了实现这一点,在本文中,我们首先揭示了新的学习任务的权重梯度的事实是由新任务的输入空间和先前学习任务的重量空间顺序确定。在这种观察和递归最小二乘法的情况下,我们通过增强型OWM提出了一种新的高效和有效的连续学习方法EOWM。我们理论上和明确地赋予了我们的EOWM的学习任务的上限。在基准测试上进行的广泛实验表明,我们的EOWM是有效性,优于所有最先进的CL基线。
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尽管深度神经网络(DNN)在各种应用中取得了突出的性能,但众所周知,DNN易于在清洁/原始样品中具有难以察觉的扰动的对抗性实施例/样品(AES)。克服对抗对抗攻击的现有防御方法的弱点,这破坏了原始样本的信息,导致目标分类器精度的减少,提高了增强的反对对抗攻击方法IDFR(通过输入去噪和功能恢复) 。所提出的IDFR是由增强型输入丹麦优化的增强型输入丹麦(ID)和隐藏的有损特征恢复器(FR)组成。在基准数据集上进行的广泛实验表明,所提出的IDFR优于各种最先进的防御方法,对保护目标模型免受各种对抗黑盒或白盒攻击的高度有效。 \脚注{souce代码释放:\ href {https://github.com/id-fr/idfr} {https://github.com/id-fr/idfr}}
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In this paper, we propose a robust 3D detector, named Cross Modal Transformer (CMT), for end-to-end 3D multi-modal detection. Without explicit view transformation, CMT takes the image and point clouds tokens as inputs and directly outputs accurate 3D bounding boxes. The spatial alignment of multi-modal tokens is performed implicitly, by encoding the 3D points into multi-modal features. The core design of CMT is quite simple while its performance is impressive. CMT obtains 73.0% NDS on nuScenes benchmark. Moreover, CMT has a strong robustness even if the LiDAR is missing. Code will be released at https://github.com/junjie18/CMT.
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Given the increasingly intricate forms of partial differential equations (PDEs) in physics and related fields, computationally solving PDEs without analytic solutions inevitably suffers from the trade-off between accuracy and efficiency. Recent advances in neural operators, a kind of mesh-independent neural-network-based PDE solvers, have suggested the dawn of overcoming this challenge. In this emerging direction, Koopman neural operator (KNO) is a representative demonstration and outperforms other state-of-the-art alternatives in terms of accuracy and efficiency. Here we present KoopmanLab, a self-contained and user-friendly PyTorch module of the Koopman neural operator family for solving partial differential equations. Beyond the original version of KNO, we develop multiple new variants of KNO based on different neural network architectures to improve the general applicability of our module. These variants are validated by mesh-independent and long-term prediction experiments implemented on representative PDEs (e.g., the Navier-Stokes equation and the Bateman-Burgers equation) and ERA5 (i.e., one of the largest high-resolution data sets of global-scale climate fields). These demonstrations suggest the potential of KoopmanLab to be considered in diverse applications of partial differential equations.
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