监测生物多样性对于管理和保护自然资源至关重要，尤其是在全球变化时期。通过大型时间或空间尺度收集生物的图像是一种有前途的实践，可以监测和研究自然生态系统的生物多样性变化，从而提供大量数据，并且对环境的干扰最少。目前，深度学习模型用于将生物分类自动化为分类单元。但是，这些分类器中的不精确性引入了难以控制的测量噪声，并且可能会大大阻碍数据的分析和解释。在我们的研究中，我们表明，可以通过数据效率高的图像变压器（DEIT）的集合来克服这种限制，从而极大地表现了先前的艺术状态（SOTA）。我们验证了各种各样的生态成像数据集的结果，以及从浮游生物到昆虫，鸟类，狗品种，野生动物和珊瑚的研究生物。在我们测试的所有数据集中，我们都实现了新的SOTA，并且根据数据集的不同，相对于先前的SOTA的错误从18.48％到87.50％不等，并且通常可以实现非常接近完美分类的性能。 Deits的合奏表现更好的主要原因不是由于Deits的单模性能，而是由于独立模型的预测具有较小的重叠，这可以最大程度地获得结合的利润。这将DEIT定位为生物多样性监测中图像分类的最佳候选者。

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。

我们提出“ AITLAS：基准竞技场” - 一个开源基准测试框架，用于评估地球观察中图像分类的最新深度学习方法（EO）。为此，我们介绍了从九种不同的最先进的体系结构得出的400多个模型的全面比较分析，并将它们与来自22个具有不同尺寸的数据集的各种多级和多标签分类任务进行比较和属性。除了完全在这些数据集上训练的模型外，我们还基于在转移学习的背景下训练的模型，利用预训练的模型变体，因为通常在实践中执行。所有提出的方法都是一般的，可以轻松地扩展到本研究中未考虑的许多其他遥感图像分类任务。为了确保可重复性并促进更好的可用性和进一步的开发，所有实验资源在内的所有实验资源，包括训练的模型，模型配置和数据集的处理详细信息（以及用于培训和评估模型的相应拆分）都在存储库上公开可用：HTTPS ：//github.com/biasvariancelabs/aitlas-arena。

哥内克人Sentinel Imagery的纯粹卷的可用性为使用深度学习的大尺度创造了新的土地利用陆地覆盖（Lulc）映射的机会。虽然在这种大型数据集上培训是一个非琐碎的任务。在这项工作中，我们试验Lulc Image分类和基准不同最先进模型的Bigearthnet数据集，包括卷积神经网络，多层感知，视觉变压器，高效导通和宽残余网络（WRN）架构。我们的目标是利用分类准确性，培训时间和推理率。我们提出了一种基于用于网络深度，宽度和输入数据分辨率的WRNS复合缩放的高效导通的框架，以有效地训练和测试不同的模型设置。我们设计一种新颖的缩放WRN架构，增强了有效的通道注意力机制。我们提出的轻量级模型具有较小的培训参数，实现所有19个LULC类的平均F分类准确度达到4.5％，并且验证了我们使用的resnet50最先进的模型速度快两倍作为基线。我们提供超过50种培训的型号，以及我们在多个GPU节点上分布式培训的代码。

与现场测量相比，遥感益处可以通过使大面积的监控更容易地进行栖息地保护，尤其是在可以自动分析遥感数据的情况下。监测的一个重要方面是对受监视区域中存在的栖息地类型进行分类和映射。自动分类是一项艰巨的任务，因为课程具有细粒度的差异，并且它们的分布是长尾巴且不平衡的。通常，用于自动土地覆盖分类的培训数据取决于完全注释的分割图，从遥感的图像到相当高的分类学，即森林，农田或市区等类别。自动栖息地分类的挑战是可靠的数据注释需要现场策略。因此，完整的分割图的生产成本很高，训练数据通常很稀疏，类似点，并且仅限于可以步行访问的区域。需要更有效地利用这些有限数据的方法。我们通过提出一种栖息地分类和映射的方法来解决这些问题，并应用此方法将整个芬兰拉普兰北部地区分类为Natura2000类。该方法的特征是使用从现场收集的细粒，稀疏，单像素注释，并与大量未经通知的数据结合在一起来产生分割图。比较了监督，无监督和半监督的方法，并证明了从较大的室外数据集中转移学习的好处。我们提出了一个\ ac {cnn}偏向于中心像素分类，与随机的森林分类器结合使用，该分类器比单独的模型本身产生更高的质量分类。我们表明，增加种植，测试时间的增加和半监督的学习可以进一步帮助分类。

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.

大多数杂草物种都会通过竞争高价值作物所需的营养而产生对农业生产力的不利影响。手动除草对于大型种植区不实用。已经开展了许多研究，为农业作物制定了自动杂草管理系统。在这个过程中，其中一个主要任务是识别图像中的杂草。但是，杂草的认可是一个具有挑战性的任务。它是因为杂草和作物植物的颜色，纹理和形状类似，可以通过成像条件，当记录图像时的成像条件，地理或天气条件进一步加剧。先进的机器学习技术可用于从图像中识别杂草。在本文中，我们调查了五个最先进的深神经网络，即VGG16，Reset-50，Inception-V3，Inception-Resnet-V2和MobileNetv2，并评估其杂草识别的性能。我们使用了多种实验设置和多个数据集合组合。特别是，我们通过组合几个较小的数据集，通过数据增强构成了一个大型DataSet，缓解了类别不平衡，并在基于深度神经网络的基准测试中使用此数据集。我们通过保留预先训练的权重来调查使用转移学习技术来利用作物和杂草数据集的图像提取特征和微调它们。我们发现VGG16比小规模数据集更好地执行，而ResET-50比其他大型数据集上的其他深网络更好地执行。

为了确保全球粮食安全和利益相关者的总体利润，正确检测和分类植物疾病的重要性至关重要。在这方面，基于深度学习的图像分类的出现引入了大量解决方案。但是，这些解决方案在低端设备中的适用性需要快速，准确和计算廉价的系统。这项工作提出了一种基于轻巧的转移学习方法，用于从番茄叶中检测疾病。它利用一种有效的预处理方法来增强具有照明校正的叶片图像，以改善分类。我们的系统使用组合模型来提取功能，该模型由预审计的MobilenETV2体系结构和分类器网络组成，以进行有效的预测。传统的增强方法被运行时的增加取代，以避免数据泄漏并解决类不平衡问题。来自PlantVillage数据集的番茄叶图像的评估表明，所提出的体系结构可实现99.30％的精度，型号大小为9.60mb和4.87亿个浮点操作，使其成为低端设备中现实生活的合适选择。我们的代码和型号可在https://github.com/redwankarimsony/project-tomato中找到。

自动图像分类是食品科学中监督机器学习的常见任务。一个例子是基于图像的水果外部质量或成熟度的分类。为此，通常使用深层卷积神经网络（CNN）。这些模型通常需要大量标记的培训样本和增强的计算资源。尽管商业水果分类线很容易满足这些要求，但这些先决条件可能会阻碍机器学习方法的使用，尤其是对于发展中国家的小农户。我们提出了一种基于预先训练的视觉变压器（VIT）的替代方法，该方法特别适用于数据可用性较低和计算资源有限的域。可以在标准设备上使用有限的资源来轻松实施，这可以使这些模型在发展中国家的基于智能手机的图像分类中民主化。我们通过用良好的CNN方法基准对香蕉和苹果水果的域数据集进行两项不同的分类任务来证明我们方法的竞争力。我们的方法在3745张图像的训练数据集上，分类精度低于表现最佳的CNN（0.950 vs. 0.958）的分类精度。同时，当只有少量标记的训练样本可用时，我们的方法是优越的。与CNN相比，它需要少三倍才能达到0.90的精度。此外，低维特征嵌入的可视化表明，我们的研究中使用的模型从看不见的数据中提取了出色的特征，而无需分配标签。

通过利用深度学习来自动分类相机陷阱图像，生态学家可以更有效地监测生物多样性保护努力和气候变化对生态系统的影响。由于相机陷阱数据集的不平衡类分布，当前模型偏向于多数类。因此，他们为少数多数课程获得了良好的表现，而是许多少数阶级的表现不佳。我们使用两阶段培训来增加这些少数阶级的表现。我们培训，旁边是基线模型，四个模型，它在高度不平衡快照Serengeti数据集的子集上实现了不同版本的两阶段训练。我们的研究结果表明，两阶段培训可以提高许多少数群体课程的性能，对其他课程的性能有限。我们发现，基于多数欠采样的两阶段培训将等级特定的F1分数增加到3.0％。我们还发现，两阶段培训胜过仅使用过采样或欠采样的F1分数平均使用6.1％。最后，我们发现过度和欠采样的组合导致更好的性能，而不是单独使用它们。

我们向传感器独立性（Sensei）介绍了一种新型神经网络架构 - 光谱编码器 - 通过该传感器独立性（Sensei） - 通过其中具有不同组合的光谱频带组合的多个多光谱仪器可用于训练广义深度学习模型。我们专注于云屏蔽的问题，使用几个预先存在的数据集，以及Sentinel-2的新的自由可用数据集。我们的模型显示在卫星上实现最先进的性能，它受过训练（Sentinel-2和Landsat 8），并且能够推断到传感器，它在训练期间尚未见过Landsat 7，每\ 'USAT-1，和Sentinel-3 SLST。当多种卫星用于培训，接近或超越专用单传感器型号的性能时，模型性能显示出改善。这项工作是激励遥感社区可以使用巨大各种传感器采取的数据的动机。这不可避免地导致标记用于不同传感器的努力，这限制了深度学习模型的性能，因为他们需要最佳地执行巨大的训练。传感器独立性可以使深度学习模型能够同时使用多个数据集进行培训，提高性能并使它们更广泛适用。这可能导致深入学习方法，用于在板载应用程序和地面分段数据处理中更频繁地使用，这通常需要模型在推出时或之后即将开始。

Image classification with small datasets has been an active research area in the recent past. However, as research in this scope is still in its infancy, two key ingredients are missing for ensuring reliable and truthful progress: a systematic and extensive overview of the state of the art, and a common benchmark to allow for objective comparisons between published methods. This article addresses both issues. First, we systematically organize and connect past studies to consolidate a community that is currently fragmented and scattered. Second, we propose a common benchmark that allows for an objective comparison of approaches. It consists of five datasets spanning various domains (e.g., natural images, medical imagery, satellite data) and data types (RGB, grayscale, multispectral). We use this benchmark to re-evaluate the standard cross-entropy baseline and ten existing methods published between 2017 and 2021 at renowned venues. Surprisingly, we find that thorough hyper-parameter tuning on held-out validation data results in a highly competitive baseline and highlights a stunted growth of performance over the years. Indeed, only a single specialized method dating back to 2019 clearly wins our benchmark and outperforms the baseline classifier.

人工智能的最新趋势是将验证的模型用于语言和视觉任务，这些模型已经实现了非凡的表现，但也令人困惑。因此，以各种方式探索这些模型的能力对该领域至关重要。在本文中，我们探讨了模型的可靠性，在其中我们将可靠的模型定义为一个不仅可以实现强大的预测性能，而且在许多涉及不确定性（例如选择性预测，开放式设置识别）的决策任务上，在许多决策任务上表现出色，而且表现良好。强大的概括（例如，准确性和适当的评分规则，例如在分布数据集中和分发数据集上的对数可能性）和适应性（例如，主动学习，几乎没有射击不确定性）。我们设计了40个数据集的10种任务类型，以评估视觉和语言域上可靠性的不同方面。为了提高可靠性，我们分别开发了VIT-PLEX和T5-PLEX，分别针对视觉和语言方式扩展了大型模型。 PLEX极大地改善了跨可靠性任务的最先进，并简化了传统协议，因为它可以改善开箱即用的性能，并且不需要设计分数或为每个任务调整模型。我们演示了高达1B参数的模型尺寸的缩放效果，并预处理数据集大小最多4B示例。我们还展示了PLEX在具有挑战性的任务上的功能，包括零射门的开放式识别，主动学习和对话语言理解中的不确定性。

糖尿病足溃疡是糖尿病脚对病变的常见表现，是一种作为糖尿病糖尿病的长期并发症的综合征。伴随着神经病变和血管损伤促进因缺血而收购压力损伤和组织死亡。受影响的区域易于感染，阻碍治疗进展。手头的研究调查了作为糖尿病足溃疡攻击（DFUC）2021的一部分进行的感染和缺血性的方法。有效的家庭的不同模型用于合奏。应用培训数据的扩展策略，涉及未标记的图像伪标记，并通过PIX2PIXHD广泛地产生合成图像，以应对严重的类别不平衡。由此产生的扩展训练数据集具有3.68美元的基线大小，并显示了1：3 $ 1：3 $的合成图像比率。比较了在基线和扩展训练数据集上培训的模型和合奏的性能。合成图像具有广泛的品质品种。结果表明，型号在扩展训练数据集上培训以及它们的集合受益于大型扩展。罕见课程的F1分数得到了出色的提升，而常见类别的人则不受伤害或适度促进。批判性讨论具体化益处并确定限制，建议改进。该工作得出结论，各个模型的分类性能以及集合的分类性能可以利用合成图像提升。特别是对罕见课程的表现尤其效益。

随着变压器作为语言处理的标准及其在计算机视觉方面的进步，参数大小和培训数据的数量相应地增长。许多人开始相信，因此，变形金刚不适合少量数据。这种趋势引起了人们的关注，例如：某些科学领域中数据的可用性有限，并且排除了该领域研究资源有限的人。在本文中，我们旨在通过引入紧凑型变压器来提出一种小规模学习的方法。我们首次表明，具有正确的尺寸，卷积令牌化，变压器可以避免在小数据集上过度拟合和优于最先进的CNN。我们的模型在模型大小方面具有灵活性，并且在获得竞争成果的同时，参数可能仅为0.28亿。当在CIFAR-10上训练Cifar-10，只有370万参数训练时，我们的最佳模型可以达到98％的准确性，这是与以前的基于变形金刚的模型相比，数据效率的显着提高，比其他变压器小于10倍，并且是15％的大小。在实现类似性能的同时，重新NET50。 CCT还表现优于许多基于CNN的现代方法，甚至超过一些基于NAS的方法。此外，我们在Flowers-102上获得了新的SOTA，具有99.76％的TOP-1准确性，并改善了Imagenet上现有基线（82.71％精度，具有29％的VIT参数）以及NLP任务。我们针对变压器的简单而紧凑的设计使它们更可行，可以为那些计算资源和/或处理小型数据集的人学习，同时扩展了在数据高效变压器中的现有研究工作。我们的代码和预培训模型可在https://github.com/shi-labs/compact-transformers上公开获得。

早期发现视网膜疾病是预防患者部分或永久失明的最重要手段之一。在这项研究中，提出了一种新型的多标签分类系统，用于使用从各种来源收集的眼底图像来检测多种视网膜疾病。首先，使用许多公开可用的数据集来构建一个新的多标签视网膜疾病数据集，即梅里德数据集。接下来，应用了一系列后处理步骤，以确保图像数据的质量和数据集中存在的疾病范围。在眼底多标签疾病分类中，首次通过大量实验优化的基于变压器的模型用于图像分析和决策。进行了许多实验以优化所提出的系统的配置。结果表明，在疾病检测和疾病分类方面，该方法的性能比在同一任务上的最先进作品要好7.9％和8.1％。获得的结果进一步支持了基于变压器的架构在医学成像领域的潜在应用。

天文学家通常已经着手通过从头开始创建自己的表示来解决监督的机器学习问题。我们表明，经过训练的深度学习模型，可以回答每个星系动物园贴花问题问题，即学习星系的有意义的语义表示，这些语义表示对于从未训练过的新任务很有用。我们利用这些表示形式优于最近对研究大型星系样本至关重要的实际任务的方法。第一个任务是识别与查询星系相似的形态的星系。给定一个星系为人类分配了一个免费文本标签（例如“ #diffuse”），我们可以找到与大多数标签匹配该标签的星系。第二个任务是确定特定研究人员最有趣的异常。我们的方法在识别最有趣的100个异常（由Galaxy Zoo 2志愿者判断）方面是100％准确的。第三个任务是调整模型来仅使用少数新标记的星系解决新任务。与从陆地图像（ImageNet）或从头开始训练的模型相比，从我们的表示形式进行微调的模型可以更好地识别环形星系。我们用很少的新标签解决每个任务；一个（用于相似性搜索）或数百个（用于异常检测或微调）。这挑战了长期以来的观点，即深度监督方法需要新的大型标签数据集，以便在天文学中实际使用。为了帮助社区受益于我们验证的模型，我们发布了我们的微调代码Zoobot。没有先前经验的研究人员可以访问Zoobot。

We build new test sets for the CIFAR-10 and ImageNet datasets. Both benchmarks have been the focus of intense research for almost a decade, raising the danger of overfitting to excessively re-used test sets. By closely following the original dataset creation processes, we test to what extent current classification models generalize to new data. We evaluate a broad range of models and find accuracy drops of 3% -15% on CIFAR-10 and 11% -14% on ImageNet. However, accuracy gains on the original test sets translate to larger gains on the new test sets. Our results suggest that the accuracy drops are not caused by adaptivity, but by the models' inability to generalize to slightly "harder" images than those found in the original test sets.

由生物声监测设备组成的无线声传感器网络运行的专家系统的部署，从声音中识别鸟类物种将使许多生态价值任务自动化，包括对鸟类种群组成的分析或濒危物种的检测在环境感兴趣的地区。由于人工智能的最新进展，可以将这些设备具有准确的音频分类功能，其中深度学习技术出色。但是，使生物声音设备负担得起的一个关键问题是使用小脚印深神经网络，这些神经网络可以嵌入资源和电池约束硬件平台中。因此，这项工作提供了两个重型和大脚印深神经网络（VGG16和RESNET50）和轻量级替代方案MobilenetV2之间的批判性比较分析。我们的实验结果表明，MobileNetV2的平均F1得分低于RESNET50（0.789 vs. 0.834）的5 \％，其性能优于VGG16，其足迹大小近40倍。此外，为了比较模型，我们创建并公开了西部地中海湿地鸟类数据集，其中包括201.6分钟和5,795个音频摘录，摘录了20种特有鸟类的aiguamolls de l'empord \ e empord \`一个自然公园。

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。