背景和目标：现有的医学图像分割的深度学习平台主要集中于完全监督的细分，该分段假设可以使用充分而准确的像素级注释。我们旨在开发一种新的深度学习工具包，以支持对医学图像分割的注释有效学习，该学习可以加速并简单地开发具有有限注释预算的深度学习模型，例如，从部分，稀疏或嘈杂的注释中学习。方法：我们提出的名为Pymic的工具包是用于医学图像分割任务的模块化深度学习平台。除了支持开发高性能模型以进行全面监督分割的基本组件外，它还包含几个高级组件，这些高级组件是针对从不完善的注释中学习的几个高级组件，例如加载带注释和未经通知的图像，未经通知的，部分或无效的注释图像的损失功能，以及多个网络之间共同学习的培训程序。Pymic构建了Pytorch框架，并支持半监督，弱监督和噪声的学习方法用于医学图像分割。结果：我们介绍了基于PYMIC的四个说明性医学图像细分任务：（1）在完全监督的学习上实现竞争性能； （2）半监督心脏结构分割，只有10％的训练图像； （3）使用涂鸦注释弱监督的分割； （4）从嘈杂的标签中学习以进行胸部X光片分割。结论：Pymic工具包易于使用，并促进具有不完美注释的医学图像分割模型的有效开发。它是模块化和灵活的，它使研究人员能够开发出低注释成本的高性能模型。源代码可在以下网址获得：https：//github.com/hilab-git/pymic。

无监督的时间序列异常检测对各种域中目标系统的潜在故障有助于。当前的最新时间序列异常检测器主要集中于设计高级神经网络结构和新的重建/预测学习目标，以尽可能准确地学习数据正常（正常模式和行为）。但是，这些单级学习方法可以被训练数据中未知异常（即异常污染）所欺骗。此外，他们的正常学习也缺乏对感兴趣异常的知识。因此，他们经常学习一个有偏见的，不准确的正态边界。本文提出了一种新型的单级学习方法，称为校准的一级分类，以解决此问题。我们的单级分类器以两种方式进行校准：（1）通过适应性地惩罚不确定的预测，这有助于消除异常污染的影响，同时强调单级模型对一级模型有信心的预测，并通过区分正常情况来确定（2）来自本机异常示例的样本，这些样本是根据原始数据基于原始数据模拟真实时间序列异常行为的。这两个校准导致耐污染的，异常的单级学习，从而产生了显着改善的正态性建模。对六个现实世界数据集进行的广泛实验表明，我们的模型大大优于12个最先进的竞争对手，并获得了6％-31％的F1分数提高。源代码可在\ url {https://github.com/xuhongzuo/couta}中获得。

斑块测定是量化复制能力裂解病毒体浓度的黄金标准方法。加快和自动化病毒斑块分析将显着受益于临床诊断，疫苗开发以及重组蛋白或抗病毒药的产生。在这里，我们使用无透明全息成像和深度学习提出了快速且无染色的定量病毒斑块测定法。这种具有成本效益，紧凑和自动化的设备可显着减少传统斑块测定所需的孵化时间，同时保留其优于其他病毒定量方法的优势。该设备以每次测试井的对象捕获〜0.32 Giga像素/小时的相位信息，以无标签的方式覆盖约30x30 mm^2的面积，完全消除了染色。我们使用Vero E6细胞和囊泡气孔病毒证明了这种计算方法的成功。使用神经网络，此无染色装置最早在孵育后5小时内自动检测到第一个细胞裂解事件，并以100％的形式达到了> 90％的检测率（PFU）与传统的斑块测定法相比，特异性在<20小时内，可节省大量时间，而传统的牙菌斑测定时间约为48小时或更长时间。该数据驱动的牙菌斑测定还提供了量化细胞单层感染区域的能力，比标准病毒斑块分析的病毒浓度大10倍，对PFU和病毒感染区域进行自动计数和定量。这种紧凑，低成本的自动PFU定量设备可以广泛用于病毒学研究，疫苗开发和临床应用

B扫描超声模式中图像的精确和快速分类对于诊断眼部疾病至关重要。然而，在超声波中区分各种疾病仍然挑战经验丰富的眼科医生。因此，在这项工作中开发了一个新颖的对比度截面网络（CDNET），旨在应对超声图像中眼异常的细粒度图像分类（FGIC）挑战，包括眼内肿瘤（IOT），视网膜脱离（RD），后堆肥葡萄球菌（PSS）和玻璃体出血（VH）。 CDNET的三个基本组成部分分别是弱监督的病变定位模块（WSLL），对比度多Zoom（CMZ）策略和超级性对比度分解损失（HCD-LOSS）。这些组件促进了在输入和输出方面的细粒度识别的特征分离。所提出的CDNET在我们的ZJU Ocular Ultrasound数据集（Zjuuld）上进行了验证，该数据集由5213个样品组成。此外，在两个公共且广泛使用的胸部X射线FGIC基准上验证了CDNET的概括能力。定量和定性结果证明了我们提出的CDNET的功效，该CDNET在FGIC任务中实现了最新的性能。代码可在以下网址获得：https：//github.com/zeroonegame/cdnet-for-ous-fgic。

孤立森林（Iforest）近年来已经成为最受欢迎的异常检测器。它迭代地在树结构中执行轴平行的数据空间分区，以将偏差的数据对象与其他数据隔离，并且定义为异常得分的对象的隔离难度。 iForest在流行的数据集基准中显示出有效的性能，但其基于轴平行的线性数据分区无效地处理高维/非线性数据空间中的硬异常，甚至更糟糕的是，它导致了臭名昭著的算法偏见。为人工制品区域分配了出乎意料的较大的异常得分。有几个扩展的Iforest，但它们仍然专注于线性数据分区，无法有效地隔离这些硬异常。本文介绍了iforest，深层隔离森林的新型扩展。我们的方法提供了一种综合的隔离方法，可以在任何大小的子空间上任意将数据任意划分数据，从而有效地避免了线性分区中的算法偏置。此外，它仅需要随机初始化的神经网络（即，我们的方法中不需要优化）来确保分区的自由。这样一来，可以完全利用基于网络的随机表示和基于随机分区的隔离的所需随机性和多样性，以显着增强基于隔离集合的异常检测。此外，我们的方法还提供了数据型 - 敏捷的异常检测解决方案。通过简单地插入功能映射中的随机初始化的神经网络来检测不同类型数据中的异常。大量现实数据集的广泛经验结果表明，我们的模型对基于最新的隔离和基于非异常的异常检测模型有了显着改善。

人表皮生长因子受体2（HER2）生物标志物的免疫组织化学（IHC）染色在乳腺组织分析，临床前研究和诊断决策中广泛实践，指导癌症治疗和发病机制调查。 HER2染色需要由组织医学表演表演的艰苦组织处理和化学处理，这通常需要一天，以便在实验室中准备，增加分析时间和相关成本。在这里，我们描述了一种基于深度学习的虚拟HER2 IHC染色方法，其使用条件生成的对抗网络培训，训练以便将未标记/标记的乳房组织部分的自发荧光显微镜图像快速转化为明亮场当量的显微镜图像，匹配标准HER2 IHC染色在相同的组织部分上进行化学进行。通过定量分析证明了这一虚拟HER2染色框架的功效，其中三个董事会认证的乳房病理学家盲目地评级了HER2的几乎染色和免疫化化学染色的HER2整个幻灯片图像（WSIS），揭示了通过检查虚拟来确定的HER2分数IHC图像与其免疫组织化学染色的同类一样准确。通过相同的诊断师进行的第二种定量盲化研究进一步揭示了几乎染色的HER2图像在核细节，膜清晰度和染色伪像相对于其免疫组织化学染色的对应物的染色伪影等级具有相当的染色质量。这种虚拟HER2染色框架在实验室中绕过了昂贵，费力，耗时耗时的IHC染色程序，并且可以扩展到其他类型的生物标志物，以加速生命科学和生物医学工作流程的IHC组织染色。

人群计数已被广泛用于估计安全至关重要的场景中的人数，被证明很容易受到物理世界中对抗性例子的影响（例如，对抗性斑块）。尽管有害，但对抗性例子也很有价值，对于评估和更好地理解模型的鲁棒性也很有价值。但是，现有的对抗人群计算的对抗性示例生成方法在不同的黑盒模型之间缺乏强大的可传递性，这限制了它们对现实世界系统的实用性。本文提出了与模型不变特征正相关的事实，本文提出了感知的对抗贴片（PAP）生成框架，以使用模型共享的感知功能来定制对对抗性的扰动。具体来说，我们将一种自适应人群密度加权方法手工制作，以捕获各种模型中不变的量表感知特征，并利用密度引导的注意力来捕获模型共享的位置感知。证明它们都可以提高我们对抗斑块的攻击性转移性。广泛的实验表明，我们的PAP可以在数字世界和物理世界中实现最先进的进攻性能，并且以大幅度的优于以前的提案（最多+685.7 MAE和+699.5 MSE）。此外，我们从经验上证明，对我们的PAP进行的对抗训练可以使香草模型的性能受益，以减轻人群计数的几个实际挑战，包括跨数据集的概括（高达-376.0 MAE和-376.0 MAE和-354.9 MSE）和对复杂背景的鲁棒性（上升）至-10.3 MAE和-16.4 MSE）。

In this paper, we study a novel and widely existing problem in graph matching (GM), namely, Bi-level Noisy Correspondence (BNC), which refers to node-level noisy correspondence (NNC) and edge-level noisy correspondence (ENC). In brief, on the one hand, due to the poor recognizability and viewpoint differences between images, it is inevitable to inaccurately annotate some keypoints with offset and confusion, leading to the mismatch between two associated nodes, i.e., NNC. On the other hand, the noisy node-to-node correspondence will further contaminate the edge-to-edge correspondence, thus leading to ENC. For the BNC challenge, we propose a novel method termed Contrastive Matching with Momentum Distillation. Specifically, the proposed method is with a robust quadratic contrastive loss which enjoys the following merits: i) better exploring the node-to-node and edge-to-edge correlations through a GM customized quadratic contrastive learning paradigm; ii) adaptively penalizing the noisy assignments based on the confidence estimated by the momentum teacher. Extensive experiments on three real-world datasets show the robustness of our model compared with 12 competitive baselines.

In terms of artificial intelligence, there are several security and privacy deficiencies in the traditional centralized training methods of machine learning models by a server. To address this limitation, federated learning (FL) has been proposed and is known for breaking down ``data silos" and protecting the privacy of users. However, FL has not yet gained popularity in the industry, mainly due to its security, privacy, and high cost of communication. For the purpose of advancing the research in this field, building a robust FL system, and realizing the wide application of FL, this paper sorts out the possible attacks and corresponding defenses of the current FL system systematically. Firstly, this paper briefly introduces the basic workflow of FL and related knowledge of attacks and defenses. It reviews a great deal of research about privacy theft and malicious attacks that have been studied in recent years. Most importantly, in view of the current three classification criteria, namely the three stages of machine learning, the three different roles in federated learning, and the CIA (Confidentiality, Integrity, and Availability) guidelines on privacy protection, we divide attack approaches into two categories according to the training stage and the prediction stage in machine learning. Furthermore, we also identify the CIA property violated for each attack method and potential attack role. Various defense mechanisms are then analyzed separately from the level of privacy and security. Finally, we summarize the possible challenges in the application of FL from the aspect of attacks and defenses and discuss the future development direction of FL systems. In this way, the designed FL system has the ability to resist different attacks and is more secure and stable.

暴露于霉菌孢子和花粉等生物 - 大紫胶会导致不利的健康影响。需要一种便携式且具有成本效益的设备来长期监测和量化各种生物紫胶。为了满足这一需求，我们提出了一种移动性和成本效益的无标签生物透射剂传感器，该传感器拍摄了由虚拟撞击器集中的流动颗粒物的全息图像，该图像有选择地放慢速度，并引导颗粒大于6微米，以飞过大于6微米成像窗口。流动的颗粒被脉冲激光二极管照亮，在无镜头移动成像设备中的CMOS图像传感器上施放了其内联全息图。该照明包含三个短脉冲，在一个脉冲中流动粒子可以忽略不计，同一粒子的一式三份全息图记录在单个框架上，然后才退出成像视野视野，从而揭示了每个粒子的不同视角。虚拟撞击器中的颗粒通过差异检测方案进行定位，并且深层神经网络基于获得的全息图像，以无标签的方式对气溶胶类型进行了分类。我们使用不同类型的花粉（即，百慕大，榆树，橡树，松树，小麦和小麦）使用虚拟撞击器证明了这种移动生物 - 大气探测器的成功，并实现了92.91％的盲目分类精度。这种移动性和成本效益的设备重约700 g，可用于长时间对各种生物透气体的无标记感应和量化，因为它基于无弹药的虚拟撞击器，该虚拟撞击器不会捕获或固定颗粒物。