在X射线游离电子激光器（XFELS）处的单粒子成像（SPI）特别适合于确定其本地环境中颗粒的3D结构。对于成功的重建，必须从大量获取的图案中分离出来的衍射模式。我们建议将此任务作为图像分类问题制定，并使用卷积神经网络（CNN）架构来解决它。开发了两个CNN配置：一个最大化F1分数的CNN配置和强调高召回的一个配置。我们还将CNN与期望最大化（EM）选择以及尺寸过滤结合起来。我们观察到，我们的CNN选择在我们之前的工作中使用的电子选择的功率谱密度函数的对比度较低。但是，基于CNN的选择的重建提供了类似的结果。将CNN引入SPI实验允许简化重建管道，使研究人员能够在飞行中对模式进行分类，并且因此，它们使他们能够严格控制其实验的持续时间。我们认为，在描述的SPI分析工作流程中提出基于非标准的人工智能（AI）解决方案可能对SPI实验的未来发展有益。

在2015年和2019年之间，地平线的成员2020年资助的创新培训网络名为“Amva4newphysics”，研究了高能量物理问题的先进多变量分析方法和统计学习工具的定制和应用，并开发了完全新的。其中许多方法已成功地用于提高Cern大型Hadron撞机的地图集和CMS实验所执行的数据分析的敏感性;其他几个人，仍然在测试阶段，承诺进一步提高基本物理参数测量的精确度以及新现象的搜索范围。在本文中，在研究和开发的那些中，最相关的新工具以及对其性能的评估。

X-ray imaging technology has been used for decades in clinical tasks to reveal the internal condition of different organs, and in recent years, it has become more common in other areas such as industry, security, and geography. The recent development of computer vision and machine learning techniques has also made it easier to automatically process X-ray images and several machine learning-based object (anomaly) detection, classification, and segmentation methods have been recently employed in X-ray image analysis. Due to the high potential of deep learning in related image processing applications, it has been used in most of the studies. This survey reviews the recent research on using computer vision and machine learning for X-ray analysis in industrial production and security applications and covers the applications, techniques, evaluation metrics, datasets, and performance comparison of those techniques on publicly available datasets. We also highlight some drawbacks in the published research and give recommendations for future research in computer vision-based X-ray analysis.

We present a simple but novel hybrid approach to hyperspectral data cube reconstruction from computed tomography imaging spectrometry (CTIS) images that sequentially combines neural networks and the iterative Expectation Maximization (EM) algorithm. We train and test the ability of the method to reconstruct data cubes of $100\times100\times25$ and $100\times100\times100$ voxels, corresponding to 25 and 100 spectral channels, from simulated CTIS images generated by our CTIS simulator. The hybrid approach utilizes the inherent strength of the Convolutional Neural Network (CNN) with regard to noise and its ability to yield consistent reconstructions and make use of the EM algorithm's ability to generalize to spectral images of any object without training. The hybrid approach achieves better performance than both the CNNs and EM alone for seen (included in CNN training) and unseen (excluded from CNN training) cubes for both the 25- and 100-channel cases. For the 25 spectral channels, the improvements from CNN to the hybrid model (CNN + EM) in terms of the mean-squared errors are between 14-26%. For 100 spectral channels, the improvements between 19-40% are attained with the largest improvement of 40% for the unseen data, to which the CNNs are not exposed during the training.

跟踪是大型强子撞机（LHC）的事件重建最耗时的方面之一及其高亮度升级（HL-LHC）。通过在模式识别和参数估计中包括时序，创新的探测器技术将跟踪到四维。然而，现在和未来的硬件已经具有通过现有的轨道播种算法主要未使用的附加信息。簇的形状为轨道播种提供了额外的尺寸，这可以显着降低轨道发现的组合挑战。我们使用神经网络来表明群集形状可以显着降低假组合背景的速度，同时保持高效率。我们使用集群单曲，双峰和三胞胎中的信息来展示这一点。来自TrackML挑战的仿真呈现了数值结果。

我们开发了卷积神经网络（CNNS），快速，直接从无线电尘埃连续图像中推断出行星质量。在原始板块中的年轻行星引起的子结构可用于推断潜在的年轻行星属性。流体动力模拟已被用于研究地球属性与这些磁盘特征之间的关系。然而，这些尝试了微调的数值模拟，以一次适合一个原始磁盘，这是耗时的，或者四方平均模拟结果，以导出间隙宽度/深度和行星质量之间的一些线性关系，这丢失了信息磁盘中的不对称功能。为了应对这些缺点，我们开发了行星间隙神经网络（PGNET），以推断出2D图像的行星质量。我们首先符合张等人的网格数据。 （2018）作为分类问题。然后，通过使用近随机采样参数运行额外的模拟来分布数据集，并将行星质量和磁盘粘度一起作为回归问题衍生在一起。分类方法可以达到92 \％的准确性，而回归方法可以达到1 $ \ Sigma $ AS 0.16 DEX，用于行星质量和0.23°D磁盘粘度。我们可以在线性拟合方法中重现退化缩放$ \ alpha $ $ \ propto $ $ m_p ^ 3 $。这意味着CNN方法甚至可以用于寻找退化关系。梯度加权类激活映射有效地确认PGNETS使用适当的磁盘特征来限制行星质量。我们为张等人提供了PGNETS和传统配件方法的计划。 （2018），并讨论各种方法的优缺点。

可以使用X射线自由电子激光器的强脉冲和短脉冲直接通过单次相干衍射成像直接观察到自由飞行中孤立的纳米样品的结构和动力学。广角散射图像甚至编码样品的三维形态信息，但是该信息的检索仍然是一个挑战。到目前为止，只有通过与高度约束模型拟合，需要对单镜头实现有效的三维形态重建，这需要有关可能的几何形状的先验知识。在这里，我们提出了一种更通用的成像方法。依赖于允许凸多面体描述的任何样品形态的模型，我们从单个银纳米颗粒中重建广角衍射模式。除了具有高对称性的已知结构动机外，我们还检索了以前无法访问的不完美形状和聚集物。我们的结果为单个纳米颗粒的真实3D结构确定以及最终的超快纳米级动力学的3D电影开辟了新的途径。

冷冻电子显微镜（Cryo-EM）已成为结构生物学中基本重要性的工具，帮助我们了解生活的基本构建基础。冷冻EM的算法挑战是共同估计未知的3D姿势和来自数百万个极其嘈杂的2D图像的生物分子的3D电子散射潜力。但是，由于其高度计算和内存成本，现有的重建算法无法轻易地与迅速增长的低温EM数据集尺寸保持同步。我们介绍了Cryoai，这是一种用于均匀构象的从头算重建算法，该构型使用基于直接梯度的粒子姿势优化和来自单粒子冷冻EM数据的电子散射电位。冷冻ai结合了一个学识渊博的编码器，该编码器将每个粒子图像的姿势与基于物理的解码器进行汇总，以将每个粒子图像汇总到散射势体积的隐式表示中。该卷存储在傅立叶域中以提高计算效率，并利用现代坐标网络体系结构来提高内存效率。结合对称损耗函数，该框架可在模拟和实验数据中与最先进的冷冻EM求解器达到质量的结果，对于大型数据集而言，一个数量级的阶数级，并且具有明显低的存储器需求现有方法。

The occurrence of vacuum arcs or radio frequency (rf) breakdowns is one of the most prevalent factors limiting the high-gradient performance of normal conducting rf cavities in particle accelerators. In this paper, we search for the existence of previously unrecognized features related to the incidence of rf breakdowns by applying a machine learning strategy to high-gradient cavity data from CERN's test stand for the Compact Linear Collider (CLIC). By interpreting the parameters of the learned models with explainable artificial intelligence (AI), we reverse-engineer physical properties for deriving fast, reliable, and simple rule-based models. Based on 6 months of historical data and dedicated experiments, our models show fractions of data with a high influence on the occurrence of breakdowns. Specifically, it is shown that the field emitted current following an initial breakdown is closely related to the probability of another breakdown occurring shortly thereafter. Results also indicate that the cavity pressure should be monitored with increased temporal resolution in future experiments, to further explore the vacuum activity associated with breakdowns.

射频干扰（RFI）缓解仍然是寻找无线电技术的主要挑战。典型的缓解策略包括原点方向（DOO）滤波器，如果在天空上的多个方向上检测到信号，则将信号分类为RFI。这些分类通常依赖于信号属性的估计，例如频率和频率漂移速率。卷积神经网络（CNNS）提供了对现有过滤器的有希望的补充，因为它们可以接受培训以直接分析动态光谱，而不是依赖于推断的信号属性。在这项工作中，我们编译了由标记的动态谱的图像组组成的几个数据集，并且我们设计和训练了可以确定在另一扫描中检测到的信号是否在另一扫描中检测到的CNN。基于CNN的DOO滤波器优于基线2D相关模型以及现有的DOO过滤器在一系列指标范围内，分别具有99.15％和97.81％的精度和召回值。我们发现CNN在标称情况下将传统的DOO过滤器施加6-16倍，减少了需要目视检查的信号数。

在现代纺织工业中，服装项目的质量控制是必须的，因为消费者对最高标准的意识和期望不断增加，以支持可持续和道德的纺织品。从原材料到盒装股票，可以通过检查产品在其整个生命周期中检查其质量水平。检查可能包括颜色阴影测试，紧固件疲劳测试，织物称重测试，污染测试等。这项工作专门针对成品中小零件给出的污染物的自动检测，例如原材料，例如小石头和塑料碎片或材料从施工过程中，例如整针或夹子。识别是通过对项目的X射线图像进行两级处理来执行的：在第一个中，多阈值分析识别灰度和形状属性的污染；第二层由一个深度学习分类器组成，该分类器经过训练，以区分真正的阳性和误报。由于结果满足了该过程的技术规范，即自动检测器成功地部署在实际生产工厂中，即小于3％的虚假负面因素和小于15％的虚假阳性。

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。

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。

通过卫星摄像机获取关于地球表面的大面积的信息使我们能够看到远远超过我们在地面上看到的更多。这有助于我们在检测和监测土地使用模式，大气条件，森林覆盖和许多非上市方面的地区的物理特征。所获得的图像不仅跟踪连续的自然现象，而且对解决严重森林砍伐的全球挑战也至关重要。其中亚马逊盆地每年占最大份额。适当的数据分析将有助于利用可持续健康的氛围来限制对生态系统和生物多样性的不利影响。本报告旨在通过不同的机器学习和优越的深度学习模型用大气和各种陆地覆盖或土地使用亚马逊雨林的卫星图像芯片。评估是基于F2度量完成的，而用于损耗函数，我们都有S形跨熵以及Softmax交叉熵。在使用预先训练的ImageNet架构中仅提取功能之后，图像被间接馈送到机器学习分类器。鉴于深度学习模型，通过传输学习使用微调Imagenet预训练模型的集合。到目前为止，我们的最佳分数与F2度量为0.927。

人类生理学中的各种结构遵循特异性形态，通常在非常细的尺度上表达复杂性。这种结构的例子是胸前气道，视网膜血管和肝血管。可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到空间排列的磁共振成像（MRI），计算机断层扫描（CT），光学相干断层扫描（OCT）等医学成像模式（MRI），计算机断层扫描（CT），可以观察到空间排列的大量2D和3D图像的集合。这些结构在医学成像中的分割非常重要，因为对结构的分析提供了对疾病诊断，治疗计划和预后的见解。放射科医生手动标记广泛的数据通常是耗时且容易出错的。结果，在过去的二十年中，自动化或半自动化的计算模型已成为医学成像的流行研究领域，迄今为止，许多计算模型已经开发出来。在这项调查中，我们旨在对当前公开可用的数据集，细分算法和评估指标进行全面审查。此外，讨论了当前的挑战和未来的研究方向。

FIB/SEM断层扫描代表了电池研究和许多其他领域中三维纳米结构表征的必不可少的工具。然而，在许多情况下，对比度和3D分类/重建问题出现，这极大地限制了该技术的适用性，尤其是在多孔材料上，例如电池或燃料电池中用于电极材料的材料。区分不同的组件（例如主动LI存储颗粒和碳/粘合剂材料）很困难，并且通常可以防止对图像数据进行可靠的定量分析，甚至可能导致关于结构 - 质地关系的错误结论。在这项贡献中，我们提出了一种新型的数据分类方法，该方法是通过FIB/SEM断层扫描获得的三维图像数据及其在NMC电池电极材料中的应用。我们使用两个不同的图像信号，即Angled SE2腔室检测器和Inlens检测器信号的信号，将信号组合在一起并训练一个随机森林，即特定的机器学习算法。我们证明，这种方法可以克服适合多相测量的现有技术的当前局限性，并且即使在当前的最新技术失败或对大型训练集的需求之后，它也可以进行定量数据重建。这种方法可能会作为使用FIB/SEM断层扫描的未来研究指南。

使用（半）自动显微镜生成的大规模电子显微镜（EM）数据集已成为EM中的标准。考虑到大量数据，对所有数据的手动分析都是不可行的，因此自动分析至关重要。自动分析的主要挑战包括分析和解释生物医学图像的注释，并与实现高通量相结合。在这里，我们回顾了自动计算机技术的最新最新技术以及分析细胞EM结构的主要挑战。关于EM数据的注释，分割和可扩展性，讨论了过去五年来开发的高级计算机视觉，深度学习和软件工具。自动图像采集和分析的集成将允许用纳米分辨率对毫米范围的数据集进行高通量分析。

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.

我们提出了一种新颖的方法，该方法将基于机器学习的交互式图像分割结合在一起，使用Supersoxels与聚类方法结合了用于自动识别大型数据集中类似颜色的图像的聚类方法，从而使分类器的指导重复使用。我们的方法解决了普遍的颜色可变性的问题，并且在生物学和医学图像中通常不可避免，这通常会导致分割恶化和量化精度，从而大大降低了必要的训练工作。效率的这种提高促进了大量图像的量化，从而为高通量成像中的最新技术进步提供了交互式图像分析。所呈现的方法几乎适用于任何图像类型，并代表通常用于图像分析任务的有用工具。

数字图像相关性（DIC）已成为一种行业标准，以检索拉伸试验和其他材料表征中的精确位移和应变测量。虽然传统的DIC为一般拉伸检测情况提供了高精度估计，但是在大变形或斑点图案开始撕裂时，预测变得不稳定。此外，传统的DIC需要长的计算时间，并且通常会产生受滤波和散斑图案质量影响的低空间分辨率输出。为了解决这些挑战，我们提出了一种新的深度学习的DIC方法 - 深层DIC，其中两个卷积神经网络，偏移和拉力纳特，旨在共同努力，以实现位移和菌株的端到端预测。 displacementNet预测位移字段并自适应地跟踪感兴趣的区域。 RATEDNET直接从图像输入预测应变场，而不依赖于位移预测，这显着提高了应变预测精度。开发了一种新的数据集生成方法以综合现实和全面的数据集，包括产生散斑图案和具有合成位移场的斑点图像的变形。虽然仅接受了合成数据集的培训，但深度DIC提供了从商业DIC软件获得的真实实验中获得的那些对位移和应变的高度一致和可比的预测，而即使在大型和局部变形和变化的变形和变化的模式质量和变化的模式质量方面，它占商业软件。 。此外，深DIC能够实时预测变形，并将计算时间降至毫秒。