基于细粒的草图的图像检索(FG-SBIR)旨在找到来自给定查询草图的大型画廊的特定图像。尽管FG-SBIR在许多关键域中进行了广泛适用性(例如,犯罪活动跟踪),但现有的方法仍然遭受低精度,同时对外部噪声敏感,例如草图中不必要的笔画。在更实际的在飞行环境下,检索性能将进一步恶化,其中仅具有少数(噪声)笔划的部分完整的草图可用于检索相应的图像。我们提出了一种新颖的框架,利用了一个独特设计的深度加强学习模型,该模型执行双层探索,以处理部分素描训练和注意区域选择。通过对模型的注意力对原始草图的重要地区实施,对不必要的行程噪声仍然坚固,并通过大边距提高检索准确性。为了充分探索部分草图并找到要参加的重要区域,该模型在调整控制本地探索的定位器网络的标准偏差项时,该模型对全局探索进行引导策略梯度。培训过程是由混合损失引导的,融合了强化损失和监督损失。开发了一种动态排名奖励,以使用部分草图来适应随机图像检索过程。在三个公共数据集上执行的广泛实验表明,我们的建议方法在部分草图基于图像检索上实现了最先进的性能。
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基于细粒的草图的图像检索(FG-SBIR)解决了在给定查询草图中检索特定照片的问题。然而,它的广泛适用性受到大多数人为大多数人绘制完整草图的事实的限制,并且绘图过程经常需要时间。在这项研究中,我们的目标是用最少数量的笔划检索目标照片(不完整草图),命名为vs-the-fry fg-sbir(bhunia等人.2020),它一旦尽快开始检索每个行程绘图开始。我们认为每张照片的草图绘图集中的这些不完整草图之间存在显着相关性。为了了解照片和ITS不完整的草图之间共享的更高效的联合嵌入空间,我们提出了一个多粒度关联学习框架,进一步优化了所有不完整草图的嵌入空间。具体地,基于草图的完整性,我们可以将完整的草图插曲分为几个阶段,每个阶段对应于简单的线性映射层。此外,我们的框架指导了当前草图的矢量空间表示,以近似速写,以实现草图的检索性能,以利用更多的笔触来接近草图的草图。在实验中,我们提出了更现实的挑战,我们的方法在两个公开的细粒草图检索数据集上实现了最先进的方法和替代基线的卓越的早期检索效率。
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深度强化学习(DRL)和深度多机构的强化学习(MARL)在包括游戏AI,自动驾驶汽车,机器人技术等各种领域取得了巨大的成功。但是,众所周知,DRL和Deep MARL代理的样本效率低下,即使对于相对简单的问题设置,通常也需要数百万个相互作用,从而阻止了在实地场景中的广泛应用和部署。背后的一个瓶颈挑战是众所周知的探索问题,即如何有效地探索环境和收集信息丰富的经验,从而使政策学习受益于最佳研究。在稀疏的奖励,吵闹的干扰,长距离和非平稳的共同学习者的复杂环境中,这个问题变得更加具有挑战性。在本文中,我们对单格和多代理RL的现有勘探方法进行了全面的调查。我们通过确定有效探索的几个关键挑战开始调查。除了上述两个主要分支外,我们还包括其他具有不同思想和技术的著名探索方法。除了算法分析外,我们还对一组常用基准的DRL进行了全面和统一的经验比较。根据我们的算法和实证研究,我们终于总结了DRL和Deep Marl中探索的公开问题,并指出了一些未来的方向。
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为了跟踪视频中的目标,当前的视觉跟踪器通常采用贪婪搜索每个帧中目标对象定位,也就是说,将选择最大响应分数的候选区域作为每个帧的跟踪结果。但是,我们发现这可能不是一个最佳选择,尤其是在遇到挑战性的跟踪方案(例如重闭塞和快速运动)时。为了解决这个问题,我们建议维护多个跟踪轨迹并将光束搜索策略应用于视觉跟踪,以便可以识别出更少的累积错误的轨迹。因此,本文介绍了一种新型的基于梁搜索策略的新型多代理增强学习策略,称为横梁。它主要是受图像字幕任务的启发,该任务将图像作为输入,并使用Beam搜索算法生成多种描述。因此,我们通过多个并行决策过程来将跟踪提出作为样本选择问题,每个过程旨在将一个样本作为每个帧的跟踪结果选择。每个维护的轨迹都与代理商相关联,以执行决策并确定应采取哪些操作来更新相关信息。处理所有帧时,我们将最大累积分数作为跟踪结果选择轨迹。在七个流行的跟踪基准数据集上进行了广泛的实验证实了所提出的算法的有效性。
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Person re-identification (Re-ID) aims at retrieving a person of interest across multiple non-overlapping cameras. With the advancement of deep neural networks and increasing demand of intelligent video surveillance, it has gained significantly increased interest in the computer vision community. By dissecting the involved components in developing a person Re-ID system, we categorize it into the closed-world and open-world settings. The widely studied closed-world setting is usually applied under various research-oriented assumptions, and has achieved inspiring success using deep learning techniques on a number of datasets. We first conduct a comprehensive overview with in-depth analysis for closed-world person Re-ID from three different perspectives, including deep feature representation learning, deep metric learning and ranking optimization. With the performance saturation under closed-world setting, the research focus for person Re-ID has recently shifted to the open-world setting, facing more challenging issues. This setting is closer to practical applications under specific scenarios. We summarize the open-world Re-ID in terms of five different aspects. By analyzing the advantages of existing methods, we design a powerful AGW baseline, achieving state-of-the-art or at least comparable performance on twelve datasets for FOUR different Re-ID tasks. Meanwhile, we introduce a new evaluation metric (mINP) for person Re-ID, indicating the cost for finding all the correct matches, which provides an additional criteria to evaluate the Re-ID system for real applications. Finally, some important yet under-investigated open issues are discussed.
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尽管深度强化学习(RL)最近取得了许多成功,但其方法仍然效率低下,这使得在数据方面解决了昂贵的许多问题。我们的目标是通过利用未标记的数据中的丰富监督信号来进行学习状态表示,以解决这一问题。本文介绍了三种不同的表示算法,可以访问传统RL算法使用的数据源的不同子集使用:(i)GRICA受到独立组件分析(ICA)的启发,并训练深层神经网络以输出统计独立的独立特征。输入。 Grica通过最大程度地减少每个功能与其他功能之间的相互信息来做到这一点。此外,格里卡仅需要未分类的环境状态。 (ii)潜在表示预测(LARP)还需要更多的上下文:除了要求状态作为输入外,它还需要先前的状态和连接它们的动作。该方法通过预测当前状态和行动的环境的下一个状态来学习状态表示。预测器与图形搜索算法一起使用。 (iii)重新培训通过训练深层神经网络来学习国家表示,以学习奖励功能的平滑版本。该表示形式用于预处理输入到深度RL,而奖励预测指标用于奖励成型。此方法仅需要环境中的状态奖励对学习表示表示。我们发现,每种方法都有其优势和缺点,并从我们的实验中得出结论,包括无监督的代表性学习在RL解决问题的管道中可以加快学习的速度。
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细粒度的图像分析(FGIA)是计算机视觉和模式识别中的长期和基本问题,并为一组多种现实世界应用提供了基础。 FGIA的任务是从属类别分析视觉物体,例如汽车或汽车型号的种类。细粒度分析中固有的小阶级和阶级阶级内变异使其成为一个具有挑战性的问题。利用深度学习的进步,近年来,我们在深入学习动力的FGIA中见证了显着进展。在本文中,我们对这些进展的系统进行了系统的调查,我们试图通过巩固两个基本的细粒度研究领域 - 细粒度的图像识别和细粒度的图像检索来重新定义和扩大FGIA领域。此外,我们还审查了FGIA的其他关键问题,例如公开可用的基准数据集和相关域的特定于应用程序。我们通过突出几个研究方向和开放问题,从社区中突出了几个研究方向和开放问题。
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With the development of deep representation learning, the domain of reinforcement learning (RL) has become a powerful learning framework now capable of learning complex policies in high dimensional environments. This review summarises deep reinforcement learning (DRL) algorithms and provides a taxonomy of automated driving tasks where (D)RL methods have been employed, while addressing key computational challenges in real world deployment of autonomous driving agents. It also delineates adjacent domains such as behavior cloning, imitation learning, inverse reinforcement learning that are related but are not classical RL algorithms. The role of simulators in training agents, methods to validate, test and robustify existing solutions in RL are discussed.
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本文介绍了寻求信息(是)任务,概念和算法的信息重新分类。拟议的分类系统提供了新的维度,以研究寻求任务和方法的信息。新尺寸包括搜索迭代,搜索目标类型和程序的数量,以实现这些目标。寻求任务的信息沿着这些尺寸呼叫合适的计算解决方案的差异。然后,该文章评论了符合每个新类别的机器学习解决方案。该论文结束了对系统的评估活动进行了审查。
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深度神经网络的强大学习能力使强化学习者能够直接从连续环境中学习有效的控制政策。从理论上讲,为了实现稳定的性能,神经网络假设I.I.D.不幸的是,在训练数据在时间上相关且非平稳的一般强化学习范式中,输入不存在。这个问题可能导致“灾难性干扰”和性能崩溃的现象。在本文中,我们提出智商,即干涉意识深度Q学习,以减轻单任务深度加固学习中的灾难性干扰。具体来说,我们求助于在线聚类,以实现在线上下文部门,以及一个多头网络和一个知识蒸馏正规化术语,用于保留学习上下文的政策。与现有方法相比,智商基于深Q网络,始终如一地提高稳定性和性能,并通过对经典控制和ATARI任务进行了广泛的实验。该代码可在以下网址公开获取:https://github.com/sweety-dm/interference-aware-ware-deep-q-learning。
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Transformer, originally devised for natural language processing, has also attested significant success in computer vision. Thanks to its super expressive power, researchers are investigating ways to deploy transformers to reinforcement learning (RL) and the transformer-based models have manifested their potential in representative RL benchmarks. In this paper, we collect and dissect recent advances on transforming RL by transformer (transformer-based RL or TRL), in order to explore its development trajectory and future trend. We group existing developments in two categories: architecture enhancement and trajectory optimization, and examine the main applications of TRL in robotic manipulation, text-based games, navigation and autonomous driving. For architecture enhancement, these methods consider how to apply the powerful transformer structure to RL problems under the traditional RL framework, which model agents and environments much more precisely than deep RL methods, but they are still limited by the inherent defects of traditional RL algorithms, such as bootstrapping and "deadly triad". For trajectory optimization, these methods treat RL problems as sequence modeling and train a joint state-action model over entire trajectories under the behavior cloning framework, which are able to extract policies from static datasets and fully use the long-sequence modeling capability of the transformer. Given these advancements, extensions and challenges in TRL are reviewed and proposals about future direction are discussed. We hope that this survey can provide a detailed introduction to TRL and motivate future research in this rapidly developing field.
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机器学习算法中多个超参数的最佳设置是发出大多数可用数据的关键。为此目的,已经提出了几种方法,例如进化策略,随机搜索,贝叶斯优化和启发式拇指规则。在钢筋学习(RL)中,学习代理在与其环境交互时收集的数据的信息内容严重依赖于许多超参数的设置。因此,RL算法的用户必须依赖于基于搜索的优化方法,例如网格搜索或Nelder-Mead单简单算法,这对于大多数R1任务来说是非常效率的,显着减慢学习曲线和离开用户的速度有目的地偏见数据收集的负担。在这项工作中,为了使RL算法更加用户独立,提出了一种使用贝叶斯优化的自主超参数设置的新方法。来自过去剧集和不同的超参数值的数据通过执行行为克隆在元学习水平上使用,这有助于提高最大化获取功能的加强学习变体的有效性。此外,通过紧密地整合在加强学习代理设计中的贝叶斯优化,还减少了收敛到给定任务的最佳策略所需的状态转换的数量。与其他手动调整和基于优化的方法相比,计算实验显示了有希望的结果,这突出了改变算法超级参数来增加所生成数据的信息内容的好处。
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Deep reinforcement learning is poised to revolutionise the field of AI and represents a step towards building autonomous systems with a higher level understanding of the visual world. Currently, deep learning is enabling reinforcement learning to scale to problems that were previously intractable, such as learning to play video games directly from pixels. Deep reinforcement learning algorithms are also applied to robotics, allowing control policies for robots to be learned directly from camera inputs in the real world. In this survey, we begin with an introduction to the general field of reinforcement learning, then progress to the main streams of value-based and policybased methods. Our survey will cover central algorithms in deep reinforcement learning, including the deep Q-network, trust region policy optimisation, and asynchronous advantage actor-critic. In parallel, we highlight the unique advantages of deep neural networks, focusing on visual understanding via reinforcement learning. To conclude, we describe several current areas of research within the field.
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资产分配(或投资组合管理)是确定如何最佳将有限预算的资金分配给一系列金融工具/资产(例如股票)的任务。这项研究调查了使用无模型的深RL代理应用于投资组合管理的增强学习(RL)的性能。我们培训了几个RL代理商的现实股票价格,以学习如何执行资产分配。我们比较了这些RL剂与某些基线剂的性能。我们还比较了RL代理,以了解哪些类别的代理表现更好。从我们的分析中,RL代理可以执行投资组合管理的任务,因为它们的表现明显优于基线代理(随机分配和均匀分配)。四个RL代理(A2C,SAC,PPO和TRPO)总体上优于最佳基线MPT。这显示了RL代理商发现更有利可图的交易策略的能力。此外,基于价值和基于策略的RL代理之间没有显着的性能差异。演员批评者的表现比其他类型的药物更好。同样,在政策代理商方面的表现要好,因为它们在政策评估方面更好,样品效率在投资组合管理中并不是一个重大问题。这项研究表明,RL代理可以大大改善资产分配,因为它们的表现优于强基础。基于我们的分析,在政策上,参与者批评的RL药物显示出最大的希望。
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The stock market prediction has been a traditional yet complex problem researched within diverse research areas and application domains due to its non-linear, highly volatile and complex nature. Existing surveys on stock market prediction often focus on traditional machine learning methods instead of deep learning methods. Deep learning has dominated many domains, gained much success and popularity in recent years in stock market prediction. This motivates us to provide a structured and comprehensive overview of the research on stock market prediction focusing on deep learning techniques. We present four elaborated subtasks of stock market prediction and propose a novel taxonomy to summarize the state-of-the-art models based on deep neural networks from 2011 to 2022. In addition, we also provide detailed statistics on the datasets and evaluation metrics commonly used in the stock market. Finally, we highlight some open issues and point out several future directions by sharing some new perspectives on stock market prediction.
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通过回顾一封来自情节记忆的过去的经验,可以通过回忆过去的经验来实现钢筋学习的样本效率。我们提出了一种新的基于模型的轨迹的集体记忆,解决了集体控制的当前限制。我们的记忆估计轨迹值,指导代理人朝着良好的政策。基于内存构建,我们通过动态混合控制统一模型的基于动态和习惯学习来构建互补学习模型,进入单个架构。实验表明,我们的模型可以比各种环境中的其他强力加强学习代理更快,更好地学习,包括随机和非马尔可夫环境。
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深度强化学习(DRL)赋予了各种人工智能领域,包括模式识别,机器人技术,推荐系统和游戏。同样,图神经网络(GNN)也证明了它们在图形结构数据的监督学习方面的出色表现。最近,GNN与DRL用于图形结构环境的融合引起了很多关注。本文对这些混合动力作品进行了全面评论。这些作品可以分为两类:(1)算法增强,其中DRL和GNN相互补充以获得更好的实用性; (2)特定于应用程序的增强,其中DRL和GNN相互支持。这种融合有效地解决了工程和生命科学方面的各种复杂问题。基于审查,我们进一步分析了融合这两个领域的适用性和好处,尤其是在提高通用性和降低计算复杂性方面。最后,集成DRL和GNN的关键挑战以及潜在的未来研究方向被突出显示,这将引起更广泛的机器学习社区的关注。
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使用经常性神经网络进行视觉关注的想法在计算机视觉社区中受到普及。虽然经常性注意模型(RAM)利用闪烁的贴片尺寸以增加其范围,但它可能导致高方差和不稳定性。例如,我们需要高斯策略具有高差异来探索大型图像中的兴趣对象,这可能导致随机搜索和不稳定的学习。在本文中,我们建议将自上而下和自下而上的关注统一,以进行反复性的视觉关注。我们的模型利用了图像金字塔和Q学习,以在自上而下的注意机制中选择利益区域,这反过来又指导了自下而上的方法的政策搜索。此外,我们在自下而上的经常性神经网络中添加了另外两个约束,以便更好地探索。我们在端到端强化学习框架中培训我们的模型,并在视觉分类任务中评估我们的方法。实验结果优于卷积神经网络(CNNS)基线和可视分类任务的自下而上的经常性注意模型。
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当相互作用数据稀缺时,深厚的增强学习(RL)算法遭受了严重的性能下降,这限制了其现实世界的应用。最近,视觉表示学习已被证明是有效的,并且有望提高RL样品效率。这些方法通常依靠对比度学习和数据扩展来训练状态预测的过渡模型,这与在RL中使用模型的方式不同 - 基于价值的计划。因此,学到的模型可能无法与环境保持良好状态并产生一致的价值预测,尤其是当国家过渡不是确定性的情况下。为了解决这个问题,我们提出了一种称为价值一致表示学习(VCR)的新颖方法,以学习与决策直接相关的表示形式。更具体地说,VCR训练一个模型,以预测基于当前的状态(也称为“想象的状态”)和一系列动作。 VCR没有将这个想象中的状态与环境返回的真实状态保持一致,而是在两个状态上应用$ q $ - 价值头,并获得了两个行动值分布。然后将距离计算并最小化以迫使想象的状态产生与真实状态相似的动作值预测。我们为离散和连续的动作空间开发了上述想法的两个实现。我们对Atari 100K和DeepMind Control Suite基准测试进行实验,以验证其提高样品效率的有效性。已经证明,我们的方法实现了无搜索RL算法的新最新性能。
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动态作业车间调度问题(DJSP)是一类是专门考虑固有的不确定性,如切换顺序要求和现实的智能制造的设置可能机器故障调度任务。因为传统方法不能动态生成环境的扰动面有效调度策略,我们制定DJSP马尔可夫决策过程(MDP)通过强化学习(RL)加以解决。为此,我们提出了一个灵活的混合架构,采用析取图的状态和一组通用的调度规则与之前最小的领域知识的行动空间。注意机制被用作状态的特征提取的图形表示学习(GRL)模块,并且采用双决斗深Q-网络与优先重放和嘈杂的网络(D3QPN)到每个状态映射到最适当的调度规则。此外,我们提出Gymjsp,基于众所周知的或图书馆公共标杆,提供了RL和DJSP研究社区标准化现成的现成工具。各种DJSP实例综合实验证实,我们提出的框架是优于基准算法可在所有情况下,较小的完工时间,并提供了在混合架构的各个组成部分的有效性实证理由。
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