We consider the constrained sampling problem where the goal is to sample from a distribution $\pi(x)\propto e^{-f(x)}$ and $x$ is constrained on a convex body $\mathcal{C}\subset \mathbb{R}^d$. Motivated by penalty methods from optimization, we propose penalized Langevin Dynamics (PLD) and penalized Hamiltonian Monte Carlo (PHMC) that convert the constrained sampling problem into an unconstrained one by introducing a penalty function for constraint violations. When $f$ is smooth and the gradient is available, we show $\tilde{\mathcal{O}}(d/\varepsilon^{10})$ iteration complexity for PLD to sample the target up to an $\varepsilon$-error where the error is measured in terms of the total variation distance and $\tilde{\mathcal{O}}(\cdot)$ hides some logarithmic factors. For PHMC, we improve this result to $\tilde{\mathcal{O}}(\sqrt{d}/\varepsilon^{7})$ when the Hessian of $f$ is Lipschitz and the boundary of $\mathcal{C}$ is sufficiently smooth. To our knowledge, these are the first convergence rate results for Hamiltonian Monte Carlo methods in the constrained sampling setting that can handle non-convex $f$ and can provide guarantees with the best dimension dependency among existing methods with deterministic gradients. We then consider the setting where unbiased stochastic gradients are available. We propose PSGLD and PSGHMC that can handle stochastic gradients without Metropolis-Hasting correction steps. When $f$ is strongly convex and smooth, we obtain an iteration complexity of $\tilde{\mathcal{O}}(d/\varepsilon^{18})$ and $\tilde{\mathcal{O}}(d\sqrt{d}/\varepsilon^{39})$ respectively in the 2-Wasserstein distance. For the more general case, when $f$ is smooth and non-convex, we also provide finite-time performance bounds and iteration complexity results. Finally, we test our algorithms on Bayesian LASSO regression and Bayesian constrained deep learning problems.
translated by 谷歌翻译
With the development of technology and sharing economy, Airbnb as a famous short-term rental platform, has become the first choice for many young people to select. The issue of Airbnb's pricing has always been a problem worth studying. While the previous studies achieve promising results, there are exists deficiencies to solve. Such as, (1) the feature attributes of rental are not rich enough; (2) the research on rental text information is not deep enough; (3) there are few studies on predicting the rental price combined with the point of interest(POI) around the house. To address the above challenges, we proposes a multi-source information embedding(MSIE) model to predict the rental price of Airbnb. Specifically, we first selects the statistical feature to embed the original rental data. Secondly, we generates the word feature vector and emotional score combination of three different text information to form the text feature embedding. Thirdly, we uses the points of interest(POI) around the rental house information generates a variety of spatial network graphs, and learns the embedding of the network to obtain the spatial feature embedding. Finally, this paper combines the three modules into multi source rental representations, and uses the constructed fully connected neural network to predict the price. The analysis of the experimental results shows the effectiveness of our proposed model.
translated by 谷歌翻译
The recent success of pre-trained 2D vision models is mostly attributable to learning from large-scale datasets. However, compared with 2D image datasets, the current pre-training data of 3D point cloud is limited. To overcome this limitation, we propose a knowledge distillation method for 3D point cloud pre-trained models to acquire knowledge directly from the 2D representation learning model, particularly the image encoder of CLIP, through concept alignment. Specifically, we introduce a cross-attention mechanism to extract concept features from 3D point cloud and compare them with the semantic information from 2D images. In this scheme, the point cloud pre-trained models learn directly from rich information contained in 2D teacher models. Extensive experiments demonstrate that the proposed knowledge distillation scheme achieves higher accuracy than the state-of-the-art 3D pre-training methods for synthetic and real-world datasets on downstream tasks, including object classification, object detection, semantic segmentation, and part segmentation.
translated by 谷歌翻译
我们提出了针对微小神经网络的域概括(DG)的系统研究,这个问题对于机上机器学习应用至关重要,但在研究仅针对大型模型的文献中被忽略了。微小的神经网络具有较少的参数和较低的复杂性,因此不应以与DG应用的大型同行相同的方式进行训练。我们发现知识蒸馏是解决问题的有力候选者:它优于使用具有较大利润的大型模型开发的最先进的DG方法。此外,我们观察到,与域移动有关的测试数据上的教师学生绩效差距大于分布数据的绩效差距。为了改善微小神经网络而不增加部署成本的DG,我们提出了一个简单的想法,称为分布外知识蒸馏(OKD),该想法旨在教导学生如何处理(综合)分发数据和分布数据和被证明是解决问题的有前途的框架。我们还为创建DG数据集的可扩展方法(在上下文中称为域移动(DOSCO))提供了可扩展的方法,该数据可以在不大量努力的情况下按大规模应用大量数据。代码和模型以\ url {https://github.com/kaiyangzhou/on-device-dg}发布。
translated by 谷歌翻译
随着自我监督学习的快速发展(例如,对比度学习),在医学图像分析中广泛认识到具有大规模图像(即使没有注释)来训练更具概括的AI模型的重要性。但是,大规模收集大规模任务的未注释数据对于单个实验室来说可能具有挑战性。现有的在线资源(例如数字书籍,出版物和搜索引擎)为获取大型图像提供了新的资源。然而,在医疗保健中发布的图像(例如放射学和病理学)由大量的带有子图的复合图组成。为了提取和分离化合物形象为下游学习的可用单个图像,我们提出了一个简单的复合图分离(SIMCFS)框架,而无需使用传统所需的检测边界框注释,并具有新的损失函数和硬案例模拟。我们的技术贡献是四倍:(1)我们引入了一个基于模拟的培训框架,该框架最小化了对资源广泛的边界框注释的需求; (2)我们提出了一种新的侧损失,可针对复合人物分离进行优化; (3)我们提出了一种阶层内图像增强方法来模拟硬病例; (4)据我们所知,这是第一项评估利用复合图像分离的自我监督学习功效的研究。从结果来看,提出的SIMCF在ImageClef 2016复合人物分离数据库上实现了最先进的性能。使用大规模开采数字的预审预革的学习模型通过对比度学习算法提高了下游图像分类任务的准确性。 SIMCF的源代码可在https://github.com/hrlblab/imageseperation上公开获得。
translated by 谷歌翻译
尽管在特定的视觉领域(例如面部,狗和地方)取得了令人印象深刻的表现,但非常需要对许多天然视觉域的全面表示。但是,现有的基准是偏见且效率低下以评估Omni-Vision表示形式 - 这些基准测试仅包括几个特定领域,或者以付出大多数领域覆盖大多数领域,而这些领域却包含了许多具有广泛领域重叠的数据集。在本文中,我们提出了Omni-Realm基准(Omnibenchmark)。它包括21个领域的数据集,具有7,372个概念和1,074,346张图像。在没有语义重叠的情况下,这些数据集全面且有效地涵盖了大多数视觉领域。此外,我们提出了一个新的监督对比学习框架,即关系对比度学习(RECO),以提供更好的Omni-Vision代表。除了从同一概念中拉出两个实例(典型的有监督的对比学习框架),Reco还从同一语义领域中提取了两个实例,从而编码概念之间的语义关系,并促进Omni-Vision代表学习。我们在Omnibenchmark上基准的RECO和OMNI-Vision代表研究中的其他进展,这些研究在体系结构(从CNN到变压器到变形金刚)以及学习范式(从监督学习到自我监督学习)方面有所不同。我们说明了RECO的上级与其他受监督的对比学习方法相比,并揭示了多个实际观察,以促进未来的研究。
translated by 谷歌翻译
脊柱X射线成像上椎骨的手动注释是昂贵的,并且由于骨骼形状的复杂性和图像质量变化而耗时。在这项研究中,我们通过提出一种称为Vertxnet的集合方法来解决这一挑战,以自动在X射线脊柱图像中分段和标记椎骨。 Vertxnet结合了两个最先进的分割模型,即U-NET和Mask R-CNN,以改善椎骨分割。 Vertxnet的一个主要特征也是由于其在给定的脊柱X射线图像上的掩模R-CNN组件(经过训练,可检测到“参考”椎骨)。在侧面宫颈和腰椎X射线成像的内部数据集上评估了Vertxnet,用于强直性脊柱炎(AS)。我们的结果表明,Vertxnet可以准确标记脊柱X射线(平均骰子为0.9)。它可以用来规避缺乏注释的椎骨而无需进行人类专家审查的情况。此步骤对于通过解决分割的缺乏来研究临床关联至关重要,这是大多数计算成像项目的常见瓶颈。
translated by 谷歌翻译
在过去的几年中,视觉模型的规模呈指数增长,尤其是在视觉变压器出现之后。这激发了参数有效调整方法的开发,例如学习适配器层或视觉及时令牌,这允许训练一小部分模型参数,而从预训练中获得的绝大多数则可以冷冻。但是,设计适当的调整方法是不平凡的:可能需要尝试冗长的设计选择列表,更不用说每个下游数据集通常都需要自定义设计。在本文中,我们将现有的参数效率调整方法视为“及时模块”,并提出了神经及时搜索(Noah),这是一种新颖的方法,可以学习大型视觉模型,通过神经体系结构搜索算法的及时模型的最佳设计, ,专门针对每个下游数据集。通过对20多个视觉数据集进行广泛的实验,我们证明了Noah(i)优于单个提示模块,(ii)具有良好的少数学习能力,并且(iii)可以域名。代码和型号可在https://github.com/davidzhangyuanhan/noah上找到。
translated by 谷歌翻译
大规模数据集在计算机视觉中起着至关重要的作用。但是当前的数据集盲目注释而没有与样品区分的区分,从而使数据收集效率低下且不计。开放的问题是如何积极地构建大型数据集。尽管先进的主动学习算法可能是答案,但我们在实验上发现它们在分发数据广泛的现实注释方案中是la脚的。因此,这项工作为现实的数据集注释提供了一个新颖的主动学习框架。配备了此框架,我们构建了一个高质量的视觉数据集 - 竹子,由69m的图像分类注释,带有119K类别,带有809个类别的28m对象边界框注释。我们通过从几个知识库中整合的层次分类法来组织这些类别。分类注释比Imagenet22K大四倍,检测的注释比Object365大三倍。与ImagEnet22K和Objects365相比,预先训练的竹子在各种下游任务中实现了卓越的性能(分类的6.2%增长,检测到2.1%的增长)。我们认为,我们的积极学习框架和竹子对于将来的工作至关重要。
translated by 谷歌翻译
深度学习(DL)模型为各种医学成像基准挑战提供了最先进的性能,包括脑肿瘤细分(BRATS)挑战。然而,局灶性病理多隔室分割(例如,肿瘤和病变子区)的任务特别具有挑战性,并且潜在的错误阻碍DL模型转化为临床工作流程。量化不确定形式的DL模型预测的可靠性,可以实现最不确定的地区的临床审查,从而建立信任并铺平临床翻译。最近,已经引入了许多不确定性估计方法,用于DL医学图像分割任务。开发指标评估和比较不确定性措施的表现将有助于最终用户制定更明智的决策。在本研究中,我们探索并评估在Brats 2019-2020任务期间开发的公制,以对不确定量化量化(Qu-Brats),并旨在评估和排列脑肿瘤多隔室分割的不确定性估计。该公制(1)奖励不确定性估计,对正确断言产生高置信度,以及在不正确的断言处分配低置信水平的估计数,(2)惩罚导致更高百分比的无关正确断言百分比的不确定性措施。我们进一步基准测试由14个独立参与的Qu-Brats 2020的分割不确定性,所有这些都参与了主要的Brats细分任务。总体而言,我们的研究结果证实了不确定性估计提供了分割算法的重要性和互补价值,因此突出了医学图像分析中不确定性量化的需求。我们的评估代码在HTTPS://github.com/ragmeh11/qu-brats公开提供。
translated by 谷歌翻译