One of the key challenges in deploying RL to real-world applications is to adapt to variations of unknown environment contexts, such as changing terrains in robotic tasks and fluctuated bandwidth in congestion control. Existing works on adaptation to unknown environment contexts either assume the contexts are the same for the whole episode or assume the context variables are Markovian. However, in many real-world applications, the environment context usually stays stable for a stochastic period and then changes in an abrupt and unpredictable manner within an episode, resulting in a segment structure, which existing works fail to address. To leverage the segment structure of piecewise stable context in real-world applications, in this paper, we propose a \textit{\textbf{Se}gmented \textbf{C}ontext \textbf{B}elief \textbf{A}ugmented \textbf{D}eep~(SeCBAD)} RL method. Our method can jointly infer the belief distribution over latent context with the posterior over segment length and perform more accurate belief context inference with observed data within the current context segment. The inferred belief context can be leveraged to augment the state, leading to a policy that can adapt to abrupt variations in context. We demonstrate empirically that SeCBAD can infer context segment length accurately and outperform existing methods on a toy grid world environment and Mujuco tasks with piecewise-stable context.
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语义本地化(SELO)是指使用语义信息(例如文本)在大规模遥感(RS)图像中获得最相关位置的任务。作为基于跨模式检索的新兴任务,Selo仅使用字幕级注释来实现语义级检索,这表明了其在统一下游任务方面的巨大潜力。尽管Selo已连续执行,但目前没有系统地探索并分析了这一紧急方向。在本文中,我们彻底研究了这一领域,并根据指标和测试数据提供了完整的基准,以推进SELO任务。首先,基于此任务的特征,我们提出了多个判别评估指标来量化SELO任务的性能。设计的显着面积比例,注意力转移距离和离散的注意距离可用于评估从像素级别和区域级别中产生的SELO图。接下来,为了为SELO任务提供标准评估数据,我们为多样化的,多语义的,多目标语义定位测试集(AIR-SLT)贡献。 AIR-SLT由22个大型RS图像和59个具有不同语义的测试用例组成,旨在为检索模型提供全面的评估。最后,我们详细分析了RS跨模式检索模型的SELO性能,探索不同变量对此任务的影响,并为SELO任务提供了完整的基准测试。我们还建立了一个新的范式来引用RS表达理解,并通过将其与检测和道路提取等任务相结合,证明了Selo在语义中的巨大优势。拟议的评估指标,语义本地化测试集和相应的脚本已在github.com/xiaoyuan1996/semanticlocalizationmetrics上访问。
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机载激光扫描(ALS)点云的分类是遥感和摄影测量场的关键任务。尽管最近基于深度学习的方法取得了令人满意的表现,但他们忽略了接受场的统一性,这使得ALS点云分类对于区分具有复杂结构和极端规模变化的区域仍然具有挑战性。在本文中,为了配置多受感受性的场特征,我们提出了一个新型的接受场融合和分层网络(RFFS-NET)。以新颖的扩张图卷积(DGCONV)及其扩展环形扩张卷积(ADCONV)作为基本的构建块,使用扩张和环形图融合(Dagfusion)模块实现了接受场融合过程,该模块获得了多受感染的场特征代表通过捕获带有各种接收区域的扩张和环形图。随着计算碱基的计算基础,使用嵌套在RFFS-NET中的多级解码器进行的接收场的分层,并由多层接受场聚集损失(MRFALOSS)驱动,以驱动网络驱动网络以学习在具有不同分辨率的监督标签的方向。通过接受场融合和分层,RFFS-NET更适应大型ALS点云中具有复杂结构和极端尺度变化区域的分类。在ISPRS Vaihingen 3D数据集上进行了评估,我们的RFFS-NET显着优于MF1的基线方法5.3%,而MIOU的基线方法的总体准确性为82.1%,MF1的总准确度为71.6%,MIOU的MF1和MIOU为58.2%。此外,LASDU数据集和2019 IEEE-GRSS数据融合竞赛数据集的实验显示,RFFS-NET可以实现新的最新分类性能。
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尽管不变风险最小化(IRM)成功解决了分布式概括问题,但在实践中应用时,IRM仍可以损害最佳性。 IRM的实用变体,例如IRMV1,已被证明与IRM存在显着差距,因此即使在简单的问题中也可能无法捕获不变性。此外,IRMV1中的优化过程涉及两个内在冲突的目标,并且通常需要对客观权重进行仔细的调整。为了纠正上述问题,我们将IRM重新制定为多目标优化问题,并为IRM提出了一种新的优化方案,称为Pareto不变风险最小化(Pair)。对可以在客观冲突下适应优化指导。此外,我们表明对可以赋予实用的IRM变体能够在提供适当的指导时用原始IRM克服障碍。我们对ColoredMnist进行实验,以确认我们的理论和对的有效性。
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由于多源信息集成的能力,多视图聚类吸引了很多关注。尽管在过去几十年中已经提出了许多高级方法,但其中大多数通常忽略了弱监督信息的重要性,并且无法保留多种视图的特征属性,从而导致聚类性能不令人满意。为了解决这些问题,在本文中,我们提出了一种新颖的深度观看半监督聚类(DMSC)方法,该方法在网络填充过程中共同优化了三种损失,包括多视图集群损失,半监督的成对约束损失损失和多个自动编码器重建损失。具体而言,基于KL差异的多视图聚类损失被施加在多视图数据的共同表示上,以同时执行异质特征优化,多视图加权和聚类预测。然后,我们通过创新建议将成对约束集成到多视图聚类的过程中,通过执行所学到的必须链接样本的多视图表示(不能链接样本)是相似的(不同的),以便形成的聚类结构可以可以更可信。此外,与现有的竞争对手不同,该竞争对手仅保留网络填充期间每个异质分支的编码器,我们进一步建议调整完整的自动编码器框架,其中包含编码器和解码器。通过这种方式,可以缓解特定视图和视图共享特征空间的严重腐败问题,从而使整个培训程序更加稳定。通过在八个流行图像数据集上进行的全面实验,我们证明了我们提出的方法的性能要比最先进的多视图和单视竞争对手更好。
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点云的语义分割通过密集预测每个点的类别来产生对场景的全面理解。由于接收场的一致性,点云的语义分割对于多受感受性场特征的表达仍然具有挑战性,这会导致对具有相似空间结构的实例的错误分类。在本文中,我们提出了一个植根于扩张图特征聚集(DGFA)的图形卷积网络DGFA-NET,该图由通过金字塔解码器计算出的多基质聚集损失(Maloss)引导。为了配置多受感受性字段特征,将建议的扩张图卷积(DGCONV)作为其基本构建块,旨在通过捕获带有各种接收区域的扩张图来汇总多尺度特征表示。通过同时考虑用不同分辨率的点集作为计算碱基的点集惩罚接收场信息,我们引入了由Maloss驱动的金字塔解码器,以了解接受田间的多样性。结合这两个方面,DGFA-NET显着提高了具有相似空间结构的实例的分割性能。 S3DIS,ShapenetPart和Toronto-3D的实验表明,DGFA-NET优于基线方法,实现了新的最新细分性能。
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尽管最近在欧几里得数据(例如图像)上使用不变性原理(OOD)概括(例如图像),但有关图数据的研究仍然受到限制。与图像不同,图形的复杂性质给采用不变性原理带来了独特的挑战。特别是,图表上的分布变化可以以多种形式出现,例如属性和结构,因此很难识别不变性。此外,在欧几里得数据上通常需要的域或环境分区通常需要的图形可能非常昂贵。为了弥合这一差距,我们提出了一个新的框架,以捕获图形的不变性,以在各种分配变化下进行保证的OOD概括。具体而言,我们表征了具有因果模型的图形上的潜在分布变化,得出结论,当模型仅关注包含有关标签原因最多信息的子图时,可以实现图形上的OOD概括。因此,我们提出了一个信息理论目标,以提取最大地保留不变的阶级信息的所需子图。用这些子图学习不受分配变化的影响。对合成和现实世界数据集进行的广泛实验,包括在AI ADED药物发现中充满挑战的环境,验证了我们方法的上等OOD概括能力。
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我们总结了使用巨大的自动语音识别(ASR)模型的大量努力的结果,该模型使用包含大约一百万小时音频的大型,多样的未标记数据集进行了预训练。我们发现,即使对于拥有数万个小时的标记数据的非常大的任务,预训练,自我培训和扩大模型大小的组合也大大提高了数据效率。特别是,在具有34K小时标记数据的ASR任务上,通过微调80亿个参数预先训练的构象异构体模型,我们可以匹配最先进的(SOTA)性能(SOTA)的性能,只有3%的培训数据和通过完整的训练集可以显着改善SOTA。我们还报告了从使用大型预训练和自我训练的模型来完成一系列下游任务所获得的普遍利益,这些任务涵盖了广泛的语音域,并涵盖了多个数据集大小的大小,包括在许多人中获得SOTA性能公共基准。此外,我们利用预先训练的网络的学会表示,在非ASR任务上实现SOTA结果。
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Privacy protection and nonconvexity are two challenging problems in decentralized optimization and learning involving sensitive data. Despite some recent advances addressing each of the two problems separately, no results have been reported that have theoretical guarantees on both privacy protection and saddle/maximum avoidance in decentralized nonconvex optimization. We propose a new algorithm for decentralized nonconvex optimization that can enable both rigorous differential privacy and saddle/maximum avoiding performance. The new algorithm allows the incorporation of persistent additive noise to enable rigorous differential privacy for data samples, gradients, and intermediate optimization variables without losing provable convergence, and thus circumventing the dilemma of trading accuracy for privacy in differential privacy design. More interestingly, the algorithm is theoretically proven to be able to efficiently { guarantee accuracy by avoiding} convergence to local maxima and saddle points, which has not been reported before in the literature on decentralized nonconvex optimization. The algorithm is efficient in both communication (it only shares one variable in each iteration) and computation (it is encryption-free), and hence is promising for large-scale nonconvex optimization and learning involving high-dimensional optimization parameters. Numerical experiments for both a decentralized estimation problem and an Independent Component Analysis (ICA) problem confirm the effectiveness of the proposed approach.
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Open world object detection aims at detecting objects that are absent in the object classes of the training data as unknown objects without explicit supervision. Furthermore, the exact classes of the unknown objects must be identified without catastrophic forgetting of the previous known classes when the corresponding annotations of unknown objects are given incrementally. In this paper, we propose a two-stage training approach named Open World DETR for open world object detection based on Deformable DETR. In the first stage, we pre-train a model on the current annotated data to detect objects from the current known classes, and concurrently train an additional binary classifier to classify predictions into foreground or background classes. This helps the model to build an unbiased feature representations that can facilitate the detection of unknown classes in subsequent process. In the second stage, we fine-tune the class-specific components of the model with a multi-view self-labeling strategy and a consistency constraint. Furthermore, we alleviate catastrophic forgetting when the annotations of the unknown classes becomes available incrementally by using knowledge distillation and exemplar replay. Experimental results on PASCAL VOC and MS-COCO show that our proposed method outperforms other state-of-the-art open world object detection methods by a large margin.
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