作为响应的自动化图纸或图像的自动评分尚未用于学生成就的大规模评估。在这项研究中，我们提出了人工神经网络，从基于计算机的国际数学和科学评估来分类这些类型的图形反应。我们正在比较卷积和前馈方法的分类准确性。我们的结果表明，卷积神经网络（CNNS）占损耗和准确性的前馈神经网络。 CNN模型的分类为适当的评分类别的图像响应，与典型人类评估者不比更准确，可与典型的人类评估者更准确。通过观察结果进一步加强了这些调查结果，即最准确的CNN模型正确分类了人类评估者被错误评分的一些图像响应。作为额外的创新，我们概述了一种基于项目响应理论的预期响应函数的应用选择训练样本的人类额定响应的方法。本文认为，基于CNN的图像响应的自动评分是一种高度准确的程序，可以妨碍第二人类评估者的工作量和成本，同时提高评分复杂构造 - 反应项目的有效性和可比性。

Research on automated essay scoring has become increasing important because it serves as a method for evaluating students' written-responses at scale. Scalable methods for scoring written responses are needed as students migrate to online learning environments resulting in the need to evaluate large numbers of written-response assessments. The purpose of this study is to describe and evaluate three active learning methods than can be used to minimize the number of essays that must be scored by human raters while still providing the data needed to train a modern automated essay scoring system. The three active learning methods are the uncertainty-based, the topological-based, and the hybrid method. These three methods were used to select essays included as part of the Automated Student Assessment Prize competition that were then classified using a scoring model that was training with the bidirectional encoder representations from transformer language model. All three active learning methods produced strong results, with the topological-based method producing the most efficient classification. Growth rate accuracy was also evaluated. The active learning methods produced different levels of efficiency under different sample size allocations but, overall, all three methods were highly efficient and produced classifications that were similar to one another.

海洋生态系统及其鱼类栖息地越来越重要，因为它们在提供有价值的食物来源和保护效果方面的重要作用。由于它们的偏僻且难以接近自然，因此通常使用水下摄像头对海洋环境和鱼类栖息地进行监测。这些相机产生了大量数字数据，这些数据无法通过当前的手动处理方法有效地分析，这些方法涉及人类观察者。 DL是一种尖端的AI技术，在分析视觉数据时表现出了前所未有的性能。尽管它应用于无数领域，但仍在探索其在水下鱼类栖息地监测中的使用。在本文中，我们提供了一个涵盖DL的关键概念的教程，该教程可帮助读者了解对DL的工作原理的高级理解。该教程还解释了一个逐步的程序，讲述了如何为诸如水下鱼类监测等挑战性应用开发DL算法。此外，我们还提供了针对鱼类栖息地监测的关键深度学习技术的全面调查，包括分类，计数，定位和细分。此外，我们对水下鱼类数据集进行了公开调查，并比较水下鱼类监测域中的各种DL技术。我们还讨论了鱼类栖息地加工深度学习的新兴领域的一些挑战和机遇。本文是为了作为希望掌握对DL的高级了解，通过遵循我们的分步教程而为其应用开发的海洋科学家的教程，并了解如何发展其研究，以促进他们的研究。努力。同时，它适用于希望调查基于DL的最先进方法的计算机科学家，以进行鱼类栖息地监测。

The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.

纯粹后的损害评估对于管理资源分配和执行有效响应至关重要。传统上，这种评估是通过野外侦察进行的，该侦察速度缓慢，危险且艰巨。取而代之的是，在本文中，我们进一步提出了通过卷积神经网络实施深度学习的想法，以便将建筑物的后卫星卫星图像分类为被洪水/损坏或未损坏的。该实验是在2017年哈维飓风之后使用的，该数据集采用了一个包含大休斯顿地区的纯种后卫星图像的数据集进行。本文实施了三个卷积神经网络模型体系结构，并配对了其他模型考虑，以实现高精度（超过99％），（超过99％），，超过99％），（超过99％）加强在殖民后灾难评估中有效使用机器学习。

由于在线学习和评估平台（例如Coursera，Udemy，Khan Academy等）的兴起，对论文（AES）和自动论文评分的自动评估（AES）已成为一个严重的问题。研究人员最近提出了许多用于自动评估的技术。但是，其中许多技术都使用手工制作的功能，因此从特征表示的角度受到限制。深度学习已成为机器学习中的新范式，可以利用大量数据并确定对论文评估有用的功能。为此，我们提出了一种基于复发网络（RNN）和卷积神经网络（CNN）的新型体系结构。在拟议的体系结构中，多通道卷积层从嵌入矢量和基本语义概念中学习并捕获单词n-gram的上下文特征，并使用max-pooling操作在论文级别形成特征向量。 RNN的变体称为双门复发单元（BGRU），用于访问以前和后续的上下文表示。该实验是对Kaggle上的八个数据集进行的，以实现AES的任务。实验结果表明，我们提出的系统比其他基于深度学习的AES系统以及其他最新AES系统的评分精度明显更高。

项目反应理论（IRT）是一个无处不在的模型，可以根据他们对问题的回答理解人类行为和态度。大型现代数据集为捕捉人类行为的更多细微差别提供了机会，从而有可能改善心理测量模型，从而改善科学理解和公共政策。但是，尽管较大的数据集允许采用更灵活的方法，但许多用于拟合IRT模型的当代算法也可能具有禁止现实世界应用的巨大计算需求。为了解决这种瓶颈，我们引入了IRT的变异贝叶斯推理算法，并表明它在不牺牲准确性的情况下快速可扩展。将此方法应用于认知科学和教育的五个大规模项目响应数据集中，比替代推理算法更高的对数可能性和更高的准确性。然后，使用这种新的推论方法，我们将IRT概括为具有表现力的贝叶斯响应模型，利用深度学习的最新进展来捕获具有神经网络的非线性项目特征曲线（ICC）。使用TIMSS的特定级数学测试，我们显示我们的非线性IRT模型可以捕获有趣的不对称ICC。该算法实现是开源的，易于使用。

自动简短答案分级是探索如何使用人工智能（AI）的工具来改善教育的重要研究方向。当前的最新方法使用神经语言模型来创建学生响应的矢量表示，然后是分类器以预测分数。但是，这些方法有几个关键的局限性，包括i）他们使用的预培训的语言模型不适合教育主题领域和/或学生生成的文本和ii）它们几乎总是每个问题训练一个模型，而忽略了该模型由于高级语言模型的大小，跨越问题的联系并导致了重要的模型存储问题。在本文中，我们研究了学生对数学问题的回答的自动简短答案分级问题，并为这项任务提出了一个新颖的框架。首先，我们使用Mathbert，这是流行语言模型BERT的一种变体，该模型适合数学内容，并将其微调为学生响应分级的下游任务。其次，我们使用一种文字学习方法，提供评分示例作为语言模型的输入，以提供其他上下文信息并促进对以前看不见的问题的概括。我们在研究学生对开放式数学问题的回答的现实数据集上评估了我们的框架，并表明我们的框架（通常非常明显）优于现有方法，尤其是对于培训期间没有看到的新问题。

长期护理（LTC）居民的一半营养不良的住院治疗，死亡率，发病率较低。当前的跟踪方法是主观和耗时的。本文介绍了专为LTC设计的自动食品成像和营养进气跟踪（AFINI-T）技术。我们提出了一种用于食品分类的新型卷积Automencoder，在我们的模拟LTC食物摄入数据集上培训了用于食品分类，并在我们的模拟LTC食物摄入数据集上进行测试（每种餐路;每次最多15级;前1个分类准确度：88.9％;意味着进气错误： - 0.4 ml $ \ PM $ 36.7毫升）。营养摄入量的估计与质量的营养估计与质量（$ ^ 2 $ 0.92至0.99）之间的营养估计与方法之间的良好符合（$ \ sigma $ = -2.7至-0.01;零在协议的每一个限制中， 。 AFINI-T方法是深度学习的动力计算营养传感系统，可以提供更准确地和客观地跟踪LTC驻留食物摄入量的新颖手段，以支持和防止营养不良跟踪策略。

Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.

Current learning machines have successfully solved hard application problems, reaching high accuracy and displaying seemingly "intelligent" behavior. Here we apply recent techniques for explaining decisions of state-of-the-art learning machines and analyze various tasks from computer vision and arcade games. This showcases a spectrum of problem-solving behaviors ranging from naive and short-sighted, to wellinformed and strategic. We observe that standard performance evaluation metrics can be oblivious to distinguishing these diverse problem solving behaviors. Furthermore, we propose our semi-automated Spectral Relevance Analysis that provides a practically effective way of characterizing and validating the behavior of nonlinear learning machines. This helps to assess whether a learned model indeed delivers reliably for the problem that it was conceived for. Furthermore, our work intends to add a voice of caution to the ongoing excitement about machine intelligence and pledges to evaluate and judge some of these recent successes in a more nuanced manner.

我们介绍了Galaxy动物园贴花：SDSS DR8占地面积的星系中的黑色能量相机传统调查图像的详细视觉形态学分类。更深的贴花图像（R = 23.6与SDSS的r = 22.2）显示螺旋臂，弱杆和在SDSS成像中未见的潮汐功能。为了最佳利用较大的贴花图像，志愿者从一套新的答案中选择，旨在提高对合并和酒吧的敏感性。 Galaxy动物园志愿者提供750万个单独的分类超过314,000个星系。 140,000个星系收到至少30分类，足以准确测量像条状的详细的形态，其余的收到约5.所有分类都用于培训贝叶斯卷积神经网络的集合（一种最先进的深度学习方法）预测所有314,000个星系的详细形态的后海外。当衡量自信的志愿者分类时，每个问题的网络大约有99％。形态学是每个星系的基本特征;我们的人机和机器分类是理解星系如何发展的准确和详细资源。

面部识别水平的度量对于确保专业法医面部考官和其他在应用方案中执行面部识别任务的其他人的准确和一致的表现至关重要。当前的熟练度测试依赖于静态刺激项目的集合，因此不能多次有效地对同一个人进行有效管理。要创建熟练度测试，必须组装大量“已知”难度的项目。可以构建多个相等难度的测试，然后使用项目子集。我们介绍了三合会身份匹配（TIM）测试，并使用项目响应理论（IRT）对其进行评估。参与者查看面部图像“三合会”（n = 225）（一个身份的两个图像，一个不同身份的一个图像），然后选择不同的身份。在实验1中，大学生（n = 197）在TIM测试中显示出广泛的准确性，IRT建模表明TIM项目涵盖了各种难度水平。在实验2中，我们使用基于IRT的项目指标将测试分配为特定困难的子集。模拟显示，TIM项目的子集产生了对受试者能力的可靠估计。在实验3A和3B中，我们发现学生衍生的IRT模型可靠地评估了非学生参与者的能力以及在不同的测试课程中推广的能力。在实验3C中，我们显示TIM测试性能与其他常见的面部识别测试相关。总而言之，TIM测试为开发一个灵活和校准的框架提供了一个起点，以衡量各种能力水平（例如，具有面部处理缺陷的专业人员或人群）的能力。

在这项工作中，我们审查并评估了一个具有公开可用和广泛使用的数据集的深度学习知识追踪（DLKT）模型，以及学习编程的新型学生数据集。评估的DLKT模型已重新实现，用于评估先前报告的结果的可重复性和可复制性。我们测试在与模型的主要架构上独立于模型的比较模型中找到的不同输入和输出层变化，以及在某些研究中隐含地和明确地使用的不同最大尝试计数选项。几个指标用于反映评估知识追踪模型的质量。评估的知识追踪模型包括Vanilla-DKT，两个长短期内存深度知识跟踪（LSTM-DKT）变体，两个动态键值存储器网络（DKVMN）变体，以及自我细致的知识跟踪（SAKT）。我们评估Logistic回归，贝叶斯知识跟踪（BKT）和简单的非学习模型作为基准。我们的结果表明，DLKT模型一般优于非DLKT模型，DLKT模型之间的相对差异是微妙的，并且在数据集之间经常变化。我们的研究结果还表明，通常的纯模型，例如平均预测，比更复杂的知识追踪模型更好地表现出更好的性能，尤其是在准确性方面。此外，我们的公制和封路数据分析显示，用于选择最佳模型的度量标准对模型的性能有明显的影响，并且该度量选择可以影响模型排名。我们还研究了输入和输出层变化的影响，过滤出长期尝试序列，以及随机性和硬件等非模型属性。最后，我们讨论模型性能可重量和相关问题。我们的模型实现，评估代码和数据作为本工作的一部分发布。

手写数字识别（HDR）是光学特征识别（OCR）领域中最具挑战性的任务之一。不管语言如何，HDR都存在一些固有的挑战，这主要是由于个人跨个人的写作风格的变化，编写媒介和环境的变化，无法在反复编写任何数字等时保持相同的笔触。除此之外，特定语言数字的结构复杂性可能会导致HDR的模棱两可。多年来，研究人员开发了许多离线和在线HDR管道，其中不同的图像处理技术与传统的机器学习（ML）基于基于的和/或基于深度学习（DL）的体系结构相结合。尽管文献中存在有关HDR的广泛审查研究的证据，例如：英语，阿拉伯语，印度，法尔西，中文等，但几乎没有对孟加拉人HDR（BHDR）的调查，这缺乏对孟加拉语HDR（BHDR）的研究，而这些调查缺乏对孟加拉语HDR（BHDR）的研究。挑战，基础识别过程以及可能的未来方向。在本文中，已经分析了孟加拉语手写数字的特征和固有的歧义，以及二十年来最先进的数据集的全面见解和离线BHDR的方法。此外，还详细讨论了一些涉及BHDR的现实应用特定研究。本文还将作为对离线BHDR背后科学感兴趣的研究人员的汇编，煽动了对相关研究的新途径的探索，这可能会进一步导致在不同应用领域对孟加拉语手写数字进行更好的离线认识。

Alphazero，Leela Chess Zero和Stockfish Nnue革新了计算机国际象棋。本书对此类引擎的技术内部工作进行了完整的介绍。该书分为四个主要章节 - 不包括第1章（简介）和第6章（结论）：第2章引入神经网络，涵盖了所有用于构建深层网络的基本构建块，例如Alphazero使用的网络。内容包括感知器，后传播和梯度下降，分类，回归，多层感知器，矢量化技术，卷积网络，挤压网络，挤压和激发网络，完全连接的网络，批处理归一化和横向归一化和跨性线性单位，残留层，剩余层，过度效果和底漆。第3章介绍了用于国际象棋发动机以及Alphazero使用的经典搜索技术。内容包括minimax，alpha-beta搜索和蒙特卡洛树搜索。第4章展示了现代国际象棋发动机的设计。除了开创性的Alphago，Alphago Zero和Alphazero我们涵盖Leela Chess Zero，Fat Fritz，Fat Fritz 2以及有效更新的神经网络（NNUE）以及MAIA。第5章是关于实施微型α。 Shexapawn是国际象棋的简约版本，被用作为此的示例。 Minimax搜索可以解决六ap峰，并产生了监督学习的培训位置。然后，作为比较，实施了类似Alphazero的训练回路，其中通过自我游戏进行训练与强化学习结合在一起。最后，比较了类似α的培训和监督培训。

机器学习（ML）涵盖的实验必须考虑评估模型性能的两个重要方面：数据集和算法。需要强大的基准来评估最佳分类器。为此，可以采用公共存储库中提供的金标准基准。但是，常常不考虑在评估时考虑数据集的复杂性。这项工作提出了一种基于物品响应理论（IRT）和GLICKO-2的组合的新评估方法，该方法通常采用了评估参与者的强度（例如，国际象棋）。对于基准测试中的每个数据集，IRT用于估计分类器的能力，良好的分类器对最困难的测试实例具有良好的预测。然后为每对分类器运行锦标赛，以便GLICKO-2更新每个分类器等额定值，评级偏差和波动等性能信息。在此进行了一个案例研究，该研究通过了OpenML-CC18基准作为数据集的集合和各种分类算法的池进行评估。并非所有数据集都被观察到对评估算法非常有用，其中只有10％被认为是非常困难的。此外，验证了仅包含50％的OpenML-CC18的50％的子集的存在，其同样有用于算法评估。关于算法，本文提出的方法将随机林识别为具有最佳天生能力的算法。

Fruit is a key crop in worldwide agriculture feeding millions of people. The standard supply chain of fruit products involves quality checks to guarantee freshness, taste, and, most of all, safety. An important factor that determines fruit quality is its stage of ripening. This is usually manually classified by experts in the field, which makes it a labor-intensive and error-prone process. Thus, there is an arising need for automation in the process of fruit ripeness classification. Many automatic methods have been proposed that employ a variety of feature descriptors for the food item to be graded. Machine learning and deep learning techniques dominate the top-performing methods. Furthermore, deep learning can operate on raw data and thus relieve the users from having to compute complex engineered features, which are often crop-specific. In this survey, we review the latest methods proposed in the literature to automatize fruit ripeness classification, highlighting the most common feature descriptors they operate on.

儿童性滥用和剥削（CSAE）受害者的确切年龄估计是最重要的数字取证挑战之一。调查人员通常需要通过查看图像和解释性发展阶段和其他人类特征来确定受害者的年龄。主要优先事项 - 保障儿童 - 通常受到这项工作可能需要的巨大的法医反积云，认知偏见和巨大的心理压力的负面影响。本文评估了现有的面部图像数据集，并提出了一种针对类似数字法医研究贡献的需求而定制的新数据集。这个小型，不同的DataSet为0到20岁的个人包含245个图像，并与FG-Net DataSet的82个唯一图像合并，从而实现了具有高图像分集和低年龄范围密度的327个图像。在IMDB-Wiki DataSet上预先培训的深度期望（DEX）算法测试新数据集。 16至20岁的年轻青少年和年龄较大的青少年/成年人的整体成果非常令人鼓舞 - 达到1.79年的MAE，但也表明0至10岁儿童的准确性需要进一步的工作。为了确定原型的功效，已经考虑了四个数字法医专家的有价值输入，以提高年龄估计结果。需要进一步的研究来扩展关于图像密度的数据集和性别和种族分集等因素的平等分布。

This paper presents a machine learning approach to multidimensional item response theory (MIRT), a class of latent factor models that can be used to model and predict student performance from observed assessment data. Inspired by collaborative filtering, we define a general class of models that includes many MIRT models. We discuss the use of penalized joint maximum likelihood (JML) to estimate individual models and cross-validation to select the best performing model. This model evaluation process can be optimized using batching techniques, such that even sparse large-scale data can be analyzed efficiently. We illustrate our approach with simulated and real data, including an example from a massive open online course (MOOC). The high-dimensional model fit to this large and sparse dataset does not lend itself well to traditional methods of factor interpretation. By analogy to recommender-system applications, we propose an alternative "validation" of the factor model, using auxiliary information about the popularity of items consulted during an open-book exam in the course.