疟疾是一种威胁生命的疾病,影响了数百万。基于显微镜的薄膜评估是(i)确定疟疾物种和(ii)定量高寄生虫感染的标准方法。通过机器学习(ML)对疟疾显微镜的完全自动化是一项具有挑战性的任务,因为预先准备的滑动在质量和表现方面差异很大,并且伪像通常超过相对较少的寄生虫。在这项工作中,我们描述了一个用于薄膜疟疾分析的完整,完全自动化的框架,该框架应用了ML方法,包括卷积神经网(CNN),该方法在大型且多样化的田间预先准备的薄膜数据集中进行了训练。定量和物种鉴定结果几乎足够准确地满足了耐药性监测和临床用例的混凝土需求。我们将方法和性能指标集中在现场用例要求上。我们讨论了将ML方法应用于疟疾显微镜的关键问题和重要指标。
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通过比较算法性能,公共攀爬的攀岩可以大大加速ML研究。但是,它需要与任务相关的指标。对于涉及寄生虫负荷的疾病,例如疟疾和被忽视的热带疾病(NTDS),例如血吸虫病,目前在ML论文中报道的指标(例如AUC,F1分数)不适合临床任务。结果,爬山系统并没有使解决这些严重疾病的解决方案取得进展。本文借鉴了疟疾和NTD的示例,在当前的ML实践中强调了两个差距,并提出了改进的方法:(i)我们描述了ML开发的方面,尤其是性能指标,需要将其牢固地基于临床用途案例。 ,我们提供获取此领域知识的方法。 (ii)我们详细描述了绩效指标,以指导涉及寄生虫负荷的疾病的ML模型的开发。我们强调了患者级别的观点,室内变异性,假阳性率,检测限制和不同类型的错误的重要性。我们还讨论了在这种情况下常用的ROC曲线和AUC的问题。
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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.
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我们提出了一种基于机器学习的新型方法,用于从干涉数据中检测出星系尺度的重力透镜,特别是使用国际Lofar望远镜(ILT)采用的方法,该镜头是在150 MHz的频率上观察到北部无线电天空,该频率是350的角度分辨率。 MAS和90 Ujy Beam-1(1 Sigma)的灵敏度。我们开发并测试了几个卷积神经网络,以确定给定样品被归类为镜头或非镜头事件的概率和不确定性。通过对包括逼真的镜头和非镜头无线电源的模拟干涉成像数据集进行训练和测试,我们发现可以恢复95.3%的镜头样品(真正的正速率),仅污染仅为0.008来自非静态样品(假阳性速率)的含量。考虑到预期的镜头概率,结果导致了92.2%的镜头事件的样品纯度。我们发现,当镜头图像之间的最大图像分离大于合成光束尺寸的3倍时,网络结构是最健壮的,并且镜头图像具有至少与20个Sigma(点源)的总磁通密度相等)检测。对于ILT,这对应于爱因斯坦半径大于0.5 ARCSEC和一个无线电源群体的镜头样品,其150 MHz通量密度超过2 MJY。通过应用这些标准和我们的镜头检测算法,我们希望发现Lofar两米天空调查中包含的绝大多数星系尺度重力透镜系统。
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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.
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尽管自动图像分析的重要性不断增加,但最近的元研究揭示了有关算法验证的主要缺陷。性能指标对于使用的自动算法的有意义,客观和透明的性能评估和验证尤其是关键,但是在使用特定的指标进行给定的图像分析任务时,对实际陷阱的关注相对较少。这些通常与(1)无视固有的度量属性,例如在存在类不平衡或小目标结构的情况下的行为,(2)无视固有的数据集属性,例如测试的非独立性案例和(3)无视指标应反映的实际生物医学领域的兴趣。该动态文档的目的是说明图像分析领域通常应用的性能指标的重要局限性。在这种情况下,它重点介绍了可以用作图像级分类,语义分割,实例分割或对象检测任务的生物医学图像分析问题。当前版本是基于由全球60多家机构的国际图像分析专家进行的关于指标的Delphi流程。
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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。
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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。
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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。
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糖尿病(DM)可导致严重的微脉管破坏,最终导致糖尿病性视网膜病变(DR)或由于糖尿病引起的眼睛并发症。如果不受组织的检查,这种疾病会随着时间的流逝而增加,并最终导致完全视力丧失。检测到这种光学发展的一般方法是通过检查视网膜图像的血管,视神经头,微型毛发,出血,渗出液等。最终,这受到经验丰富的眼科医生和大量DM案例的数量的限制。为了启用早期有效的DR诊断,眼科领域需要强大的计算机辅助诊断(CAD)系统。我们的审查旨在为从学生到成熟的研究人员提供给任何人,他们想了解CAD系统及其算法可以完成的工作,再到建模以及计算机视觉和模式识别中的视网膜图像处理领域的发展方向。对于刚开始的人来说,我们特别强调了不同数据库和算法框架的逻辑,优势和缺点,重点是最近的方法。
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自动生物医学图像分析的领域至关重要地取决于算法验证的可靠和有意义的性能指标。但是,当前的度量使用通常是不明智的,并且不能反映基本的域名。在这里,我们提出了一个全面的框架,该框架指导研究人员以问题意识的方式选择绩效指标。具体而言,我们专注于生物医学图像分析问题,这些问题可以解释为图像,对象或像素级别的分类任务。该框架首先编译域兴趣 - 目标结构 - ,数据集和算法与输出问题相关的属性的属性与问题指纹相关,同时还将其映射到适当的问题类别,即图像级分类,语义分段,实例,实例细分或对象检测。然后,它指导用户选择和应用一组适当的验证指标的过程,同时使他们意识到与个人选择相关的潜在陷阱。在本文中,我们描述了指标重新加载推荐框架的当前状态,目的是从图像分析社区获得建设性的反馈。当前版本是在由60多个图像分析专家的国际联盟中开发的,将在社区驱动的优化之后公开作为用户友好的工具包提供。
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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。
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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.
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The PASCAL Visual Object Classes (VOC) challenge is a benchmark in visual object category recognition and detection, providing the vision and machine learning communities with a standard dataset of images and annotation, and standard evaluation procedures. Organised annually from 2005 to present, the challenge and its associated dataset has become accepted as the benchmark for object detection.This paper describes the dataset and evaluation procedure. We review the state-of-the-art in evaluated methods for both classification and detection, analyse whether the methods are statistically different, what they are learning from the images (e.g. the object or its context), and what the methods find easy or confuse. The paper concludes with lessons learnt in the three year history of the challenge, and proposes directions for future improvement and extension.
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视网膜脉管系统的研究是筛查和诊断许多疾病的基本阶段。完整的视网膜血管分析需要将视网膜的血管分为动脉和静脉(A/V)。早期自动方法在两个顺序阶段接近这些分割和分类任务。但是,目前,这些任务是作为联合语义分割任务处理的,因为分类结果在很大程度上取决于血管分割的有效性。在这方面,我们提出了一种新的方法,用于从眼睛眼睛图像中对视网膜A/V进行分割和分类。特别是,我们提出了一种新颖的方法,该方法与以前的方法不同,并且由于新的损失,将联合任务分解为针对动脉,静脉和整个血管树的三个分割问题。这种配置允许直观地处理容器交叉口,并直接提供不同靶血管树的精确分割罩。提供的关于公共视网膜图血管树提取(RITE)数据集的消融研究表明,所提出的方法提供了令人满意的性能,尤其是在不同结构的分割中。此外,与最新技术的比较表明,我们的方法在A/V分类中获得了高度竞争的结果,同时显着改善了血管分割。提出的多段方法允许检测更多的血管,并更好地分割不同的结构,同时实现竞争性分类性能。同样,用这些术语来说,我们的方法优于各种参考作品的方法。此外,与以前的方法相比,该方法允许直接检测到容器交叉口,并在这些复杂位置保留A/V的连续性。
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小型太阳能光伏(PV)阵列中电网的有效集成计划需要访问高质量的数据:单个太阳能PV阵列的位置和功率容量。不幸的是,不存在小型太阳能光伏的国家数据库。那些确实有限的空间分辨率,通常汇总到州或国家一级。尽管已经发布了几种有希望的太阳能光伏检测方法,但根据研究,研究这些模型的性能通常是高度异质的。这些方法对能源评估的实际应用的比较变得具有挑战性,可能意味着报告的绩效评估过于乐观。异质性有多种形式,我们在这项工作中探讨了每种形式:空间聚集的水平,地面真理的验证,培训和验证数据集的不一致以及培训的位置和传感器的多样性程度和验证数据始发。对于每个人,我们都会讨论文献中的新兴实践,以解决它们或暗示未来研究的方向。作为调查的一部分,我们评估了两个大区域的太阳PV识别性能。我们的发现表明,由于验证过程中的共同局限性,从卫星图像对太阳PV自动识别的传统绩效评估可能是乐观的。这项工作的收获旨在为能源研究人员和专业人员提供自动太阳能光伏评估技术的大规模实用应用。
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截至2017年,鱼类产品约占全球人类饮食的16%。计数作用是生产和生产这些产品的重要组成部分。种植者必须准确计算鱼类,以便这样做技术解决方案。开发了两个计算机视觉系统,以自动计算在工业池塘中生长的甲壳类幼虫。第一个系统包括带有3024x4032分辨率的iPhone 11摄像头,该摄像头在室内条件下从工业池塘中获取图像。使用该系统进行了两次实验,第一部实验包括在一天的增长阶段,在9,10的一天中使用iPhone 11相机在特定照明条件下获得的200张图像。在第二个实验中,用两个设备iPhone 11和索尼DSCHX90V摄像机拍摄了一个幼虫工业池。使用第一个设备(iPhone 11)测试了两个照明条件。在每种情况下,都获得了110张图像。该系统的准确性为88.4%的图像检测。第二个系统包括DSLR Nikon D510相机,具有2000x2000分辨率,在工业池塘外进行了七次实验。在幼虫生长阶段的第1天获取图像,从而获得了总共700张图像。该系统的密度为50的精度为86%。一种基于Yolov5 CNN模型开发的算法,该算法自动计算两种情况的幼虫数量。此外,在这项研究中,开发了幼虫生长函数。每天,从工业池塘手动取几个幼虫,并在显微镜下进行分析。确定生长阶段后,就获得了幼虫的图像。每个幼虫的长度都是通过图像手动测量的。最合适的模型是Gompertz模型,其拟合指数的良好性r平方为0.983。
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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。
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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。
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我们介绍了Caltech Fish计数数据集(CFC),这是一个用于检测,跟踪和计数声纳视频中鱼类的大型数据集。我们将声纳视频识别为可以推进低信噪比计算机视觉应用程序并解决多对象跟踪(MOT)和计数中的域概括的丰富数据来源。与现有的MOT和计数数据集相比,这些数据集主要仅限于城市中的人和车辆的视频,CFC来自自然世界领域,在该域​​中,目标不容易解析,并且无法轻易利用外观功能来进行目标重新识别。 CFC允许​​研究人员训练MOT和计数算法并评估看不见的测试位置的概括性能。我们执行广泛的基线实验,并确定在MOT和计数中推进概括的最新技术的关键挑战和机会。
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