多对象跟踪（MOT）中的当前方法依赖于经历可预测的运动的独立对象轨迹，以有效地跟踪大量对象。诸如挥发物体运动和不完美检测的对抗性条件创造了一个具有挑战性的跟踪景观，其中建立的方法可以产生不充分的结果。开发了多个假设超图（MHHT）以在噪声检测中执行相互依存物体中的MOT。该方法通过超图扩展了传统的多假假设跟踪（MHT）以模拟相关对象运动，允许在具有挑战性的情况下进行鲁棒跟踪。MHHT应用于在胚胎C.杆状内的后期胚胎发生期间进行缝电池跟踪。

线虫秀丽隐杆线虫（秀丽隐杆线虫）被用作模型生物体，以更好地了解发育生物学和神经生物学。秀丽隐杆线虫具有不变的细胞谱系，已使用荧光显微镜图像进行了分类和观察。然而，一旦开始零星的肌肉抽搐，已建立的跟踪细胞的方法就无法概括。我们以方法为基础，该方法将皮肤细胞用作基准标记，尽管随机抽搐，但仍在进行细胞跟踪。特别是，我们提出了一个细胞核分割和跟踪程序，该过程被整合到3D渲染GUI中，以提高在晚期发育过程中跟踪细胞的效率。在三个测试胚胎上描述上述肌肉细胞核的图像上的结果表明，基准标记与经典的跟踪范式结合使用，克服了零星的抽搐。

在点集之间找到最佳的对应关系是计算机视觉中的常见任务。现有技术假设点之间相对简单的关系，并且不能保证最佳匹配。我们引入了一种算法，能够通过将任务建模为超图匹配来精确求解点集匹配。该算法扩展了经典分支和结合范式，以在建议的多线性目标函数的建议分解下选择和聚集顶点。该方法是由秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis leegans）激励的，这是一种模型生物学和神经生物学中经常使用的模型生物。胚胎秀丽隐杆线虫包含可以充当基准标记的接缝细胞，允许在胚胎发育过程中鉴定其他核。所提出的算法比已建立的点集匹配方法更准确地识别接缝单元，同时提供一个框架来接近其他类似的复杂点集匹配任务。

先进的体积成像方法和遗传编码的活性指标已允许在\ textit {caenorhabditis elegans}中对全脑活性进行全面表征。然而，线虫神经系统的恒定运动和变形对行为动物中的密集填充神经元的一致构成了巨大的挑战。在这里，我们提出了一种级联解决方案，用于在自由移动的\ textit {c中长期和快速识别头发神经节神经元。秀丽隐杆线}。首先，通过深度学习算法检测到来自荧光图像的潜在神经元区。第二，二维神经元区域被融合到三维神经元实体中。第三，通过利用神经元和神经元之间的相对位置信息的神经元密度分布，多级人工神经网络将工程的神经元向量转化为数字神经元身份。有了少量的培训样品，我们的自下而上的方法能够处理每一卷 - $ 1024 \ times 1024 \ times 18 $ in Voxels-少于1秒钟，并获得了$ 91 \％\％$ $ $ 91 \％的神经元检测及以上的准确性$ 80 \％$ in Neuronal跟踪在长时间的视频录制中。我们的工作代表了迈向快速和完全自动化算法的一步，用于解码自然主义行为的全部大脑活动。

本文提出了一种新颖的方法，用于在具有复杂拓扑结构的地下领域的搜索和救援行动中自动合作。作为CTU-Cras-Norlab团队的一部分，拟议的系统在DARPA SubT决赛的虚拟轨道中排名第二。与专门为虚拟轨道开发的获奖解决方案相反，该建议的解决方案也被证明是在现实世界竞争极为严峻和狭窄的环境中飞行的机上实体无人机的强大系统。提出的方法可以使无缝模拟转移的无人机团队完全自主和分散的部署，并证明了其优于不同环境可飞行空间的移动UGV团队的优势。该论文的主要贡献存在于映射和导航管道中。映射方法采用新颖的地图表示形式 - 用于有效的风险意识长距离计划，面向覆盖范围和压缩的拓扑范围的LTVMAP领域，以允许在低频道通信下进行多机器人合作。这些表示形式与新的方法一起在导航中使用，以在一般的3D环境中可见性受限的知情搜索，而对环境结构没有任何假设，同时将深度探索与传感器覆盖的剥削保持平衡。所提出的解决方案还包括一条视觉感知管道，用于在没有专用GPU的情况下在5 Hz处进行四个RGB流中感兴趣的对象的板上检测和定位。除了参与DARPA SubT外，在定性和定量评估的各种环境中，在不同的环境中进行了广泛的实验验证，UAV系统的性能得到了支持。

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.

我们提出了一种新的四管齐下的方法，在文献中首次建立消防员的情境意识。我们构建了一系列深度学习框架，彼此之叠，以提高消防员在紧急首次响应设置中进行的救援任务的安全性，效率和成功完成。首先，我们使用深度卷积神经网络（CNN）系统，以实时地分类和识别来自热图像的感兴趣对象。接下来，我们将此CNN框架扩展了对象检测，跟踪，分割与掩码RCNN框架，以及具有多模级自然语言处理（NLP）框架的场景描述。第三，我们建立了一个深入的Q学习的代理，免受压力引起的迷失方向和焦虑，能够根据现场消防环境中观察和存储的事实来制定明确的导航决策。最后，我们使用了一种低计算无监督的学习技术，称为张量分解，在实时对异常检测进行有意义的特征提取。通过这些临时深度学习结构，我们建立了人工智能系统的骨干，用于消防员的情境意识。要将设计的系统带入消防员的使用，我们设计了一种物理结构，其中处理后的结果被用作创建增强现实的投入，这是一个能够建议他们所在地的消防员和周围的关键特征，这对救援操作至关重要在手头，以及路径规划功能，充当虚拟指南，以帮助迷彩的第一个响应者恢复安全。当组合时，这四种方法呈现了一种新颖的信息理解，转移和综合方法，这可能会大大提高消防员响应和功效，并降低寿命损失。

学习涉及时变和不断发展的系统动态的控制政策通常对主流强化学习算法构成了巨大的挑战。在大多数标准方法中，通常认为动作是一组刚性的，固定的选择，这些选择以预定义的方式顺序应用于状态空间。因此，在不诉诸于重大学习过程的情况下，学识渊博的政策缺乏适应动作集和动作的“行为”结果的能力。此外，标准行动表示和动作引起的状态过渡机制固有地限制了如何将强化学习应用于复杂的现实世界应用中，这主要是由于所得大的状态空间的棘手性以及缺乏概括的学术知识对国家空间未知部分的政策。本文提出了一个贝叶斯味的广义增强学习框架，首先建立参数动作模型的概念，以更好地应对不确定性和流体动作行为，然后将增强领域的概念作为物理启发的结构引入通过“极化体验颗粒颗粒建立） “维持在学习代理的工作记忆中。这些粒子有效地编码了以自组织方式随时间演变的动态学习体验。在强化领域之上，我们将进一步概括策略学习过程，以通过将过去的记忆视为具有隐式图结构来结合高级决策概念，在该结构中，过去的内存实例（或粒子）与决策之间的相似性相互联系。定义，因此，可以应用“关联记忆”原则来增强学习代理的世界模型。

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。

我们提出了一种新型的图形神经网络（GNN）方法，用于高通量显微镜视频中的细胞跟踪。通过将整个延时序列建模为直接图，其中细胞实例由其节点及其边缘表示，我们通过查找图中的最大路径来提取整个细胞轨迹。这是由纳入端到端深度学习框架中的几个关键贡献来完成的。我们利用深度度量学习算法来提取细胞特征向量，以区分不同生物细胞的实例并组装相同的细胞实例。我们引入了一种新的GNN块类型，该类型可以对节点和边缘特征向量进行相互更新，从而促进基础消息传递过程。消息传递概念的范围由GNN块的数量确定，这是至关重要的，因为它可以在连续的框架中实现节点和边缘之间的“节点和边缘”之间的“流动”。最后，我们解决了边缘分类问题，并使用已确定的活动边缘来构建单元格的轨道和谱系树。我们通过将其应用于不同细胞类型，成像设置和实验条件的2D和3D数据集，来证明所提出的细胞跟踪方法的强度。我们表明，我们的框架在大多数评估的数据集上都优于当前最新方法。该代码可在我们的存储库中获得：https：//github.com/talbenha/cell-tracker-gnn。

即使机器学习算法已经在数据科学中发挥了重要作用，但许多当前方法对输入数据提出了不现实的假设。由于不兼容的数据格式，或数据集中的异质，分层或完全缺少的数据片段，因此很难应用此类方法。作为解决方案，我们提出了一个用于样本表示，模型定义和培训的多功能，统一的框架，称为“ Hmill”。我们深入审查框架构建和扩展的机器学习的多个范围范式。从理论上讲，为HMILL的关键组件的设计合理，我们将通用近似定理的扩展显示到框架中实现的模型所实现的所有功能的集合。本文还包含有关我们实施中技术和绩效改进的详细讨论，该讨论将在MIT许可下发布供下载。该框架的主要资产是其灵活性，它可以通过相同的工具对不同的现实世界数据源进行建模。除了单独观察到每个对象的一组属性的标准设置外，我们解释了如何在框架中实现表示整个对象系统的图表中的消息推断。为了支持我们的主张，我们使用框架解决了网络安全域的三个不同问题。第一种用例涉及来自原始网络观察结果的IoT设备识别。在第二个问题中，我们研究了如何使用以有向图表示的操作系统的快照可以对恶意二进制文件进行分类。最后提供的示例是通过网络中实体之间建模域黑名单扩展的任务。在所有三个问题中，基于建议的框架的解决方案可实现与专业方法相当的性能。

Many scientific fields study data with an underlying structure that is a non-Euclidean space. Some examples include social networks in computational social sciences, sensor networks in communications, functional networks in brain imaging, regulatory networks in genetics, and meshed surfaces in computer graphics. In many applications, such geometric data are large and complex (in the case of social networks, on the scale of billions), and are natural targets for machine learning techniques. In particular, we would like to use deep neural networks, which have recently proven to be powerful tools for a broad range of problems from computer vision, natural language processing, and audio analysis. However, these tools have been most successful on data with an underlying Euclidean or grid-like structure, and in cases where the invariances of these structures are built into networks used to model them.Geometric deep learning is an umbrella term for emerging techniques attempting to generalize (structured) deep neural models to non-Euclidean domains such as graphs and manifolds. The purpose of this paper is to overview different examples of geometric deep learning problems and present available solutions, key difficulties, applications, and future research directions in this nascent field.

我们的工作针对自动分析，以量化细菌细菌群体的生长动力学。我们提出了一种创新的方法，通过自动化新的，特定的成本功能的自动化最小化对可变形细胞运动的框架跟踪。这种最小化由专用的玻尔兹曼机器（随机复发神经网络）实现。通过连续的两个成本函数的最小化，对细胞分裂的自动检测进行了类似的处理，从而交替地识别儿童对和父母的识别。我们使用（i）记录模拟细胞菌落的记录来验证提出的自动细胞跟踪算法，这些算法与微流体陷阱和（ii）真实数据密切模仿大肠杆菌的生长动力学。在一批1100个模拟图像框架上，每帧的单元格登记精度范围从94.5％到100％，平均水平很高。我们使用大肠杆菌菌落的实验图像序列（即实际数据）进行的初始测试也产生令人信服的结果，注册精度范围从90％到100％。

培训和测试监督对象检测模型需要大量带有地面真相标签的图像。标签定义图像中的对象类及其位置，形状以及可能的其他信息，例如姿势。即使存在人力，标签过程也非常耗时。我们引入了一个新的标签工具，用于2D图像以及3D三角网格：3D标记工具（3DLT）。这是一个独立的，功能丰富和跨平台软件，不需要安装，并且可以在Windows，MacOS和基于Linux的发行版上运行。我们不再像当前工具那样在每个图像上分别标记相同的对象，而是使用深度信息从上述图像重建三角形网格，并仅在上述网格上标记一次对象。我们使用注册来简化3D标记，离群值检测来改进2D边界框的计算和表面重建，以将标记可能性扩展到大点云。我们的工具经过最先进的方法测试，并且在保持准确性和易用性的同时，它极大地超过了它们。

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.

休眠季节葡萄树修剪需要熟练的季节性工人，这在冬季变得越来越缺乏。随着在短期季节性招聘文化和低工资的短期季节性招聘文化和低工资的时间内，随着工人更少的葡萄藤，葡萄藤往往被修剪不一致地导致葡萄化物不平衡。除此之外，目前现有的机械方法无法选择性地修剪葡萄园和手动后续操作，通常需要进一步提高生产成本。在本文中，我们展示了崎岖，全自治机器人的设计和田间评估，用于休眠季节葡萄园的端到最终修剪。该设计的设计包括新颖的相机系统，运动冗余机械手，地面机器人和在感知系统中的新颖算法。所提出的研究原型机器人系统能够在213秒/葡萄藤中完全从两侧刺激一排藤蔓，总修枝精度为87％。与机械预灌浆试验相比，商业葡萄园中自治系统的初始现场测试显示出休眠季节修剪的显着变化。在手稿中描述了设计方法，系统组件，经验教训，未来增强以及简要的经济分析。

The ability to capture detailed interactions among individuals in a social group is foundational to our study of animal behavior and neuroscience. Recent advances in deep learning and computer vision are driving rapid progress in methods that can record the actions and interactions of multiple individuals simultaneously. Many social species, such as birds, however, live deeply embedded in a three-dimensional world. This world introduces additional perceptual challenges such as occlusions, orientation-dependent appearance, large variation in apparent size, and poor sensor coverage for 3D reconstruction, that are not encountered by applications studying animals that move and interact only on 2D planes. Here we introduce a system for studying the behavioral dynamics of a group of songbirds as they move throughout a 3D aviary. We study the complexities that arise when tracking a group of closely interacting animals in three dimensions and introduce a novel dataset for evaluating multi-view trackers. Finally, we analyze captured ethogram data and demonstrate that social context affects the distribution of sequential interactions between birds in the aviary.

Tracking objects over long videos effectively means solving a spectrum of problems, from short-term association for un-occluded objects to long-term association for objects that are occluded and then reappear in the scene. Methods tackling these two tasks are often disjoint and crafted for specific scenarios, and top-performing approaches are often a mix of techniques, which yields engineering-heavy solutions that lack generality. In this work, we question the need for hybrid approaches and introduce SUSHI, a unified and scalable multi-object tracker. Our approach processes long clips by splitting them into a hierarchy of subclips, which enables high scalability. We leverage graph neural networks to process all levels of the hierarchy, which makes our model unified across temporal scales and highly general. As a result, we obtain significant improvements over state-of-the-art on four diverse datasets. Our code and models will be made available.

在嘈杂和致密的荧光显微镜数据中跟踪胚胎的所有核是一项具有挑战性的任务。我们建立在最新的核跟踪方法的基础上，该方法结合了弱监督的学习，从一小部分核中心点注释与整数线性程序（ILP）结合了最佳的细胞谱系提取。我们的工作专门解决了秀丽隐杆线虫胚胎记录的以下具有挑战性的特性：（1）与其他生物的基准记录相比，许多细胞分裂以及（2）很容易被误认为是细胞核的极性体。为了应付（1），我们设计并纳入了学习的细胞分裂检测器。为了应付（2），我们采用了学到的极性身体探测器。我们进一步提出了通过结构化的SVM调整自动化的ILP权重，从而减轻了对各自的网格搜索进行乏味的手动设置的需求。我们的方法的表现优于Fluo-N3DH-CE胚胎数据集上细胞跟踪挑战的先前领导者。我们报告了另外两个秀丽隐杆线虫数据集的进一步广泛的定量评估。我们将公开这些数据集作为未来方法开发的扩展基准。我们的结果表明，我们的方法产生了可观的改进，尤其是在分区事件检测的正确性以及完全正确的轨道段的数量和长度方面。代码：https：//github.com/funkelab/linajea

组织学图像中核和腺体的实例分割是用于癌症诊断，治疗计划和生存分析的计算病理学工作流程中的重要一步。随着现代硬件的出现，大规模质量公共数据集的最新可用性以及社区组织的宏伟挑战已经看到了自动化方法的激增，重点是特定领域的挑战，这对于技术进步和临床翻译至关重要。在这项调查中，深入分析了过去五年（2017-2022）中发表的原子核和腺体实例细分的126篇论文，进行了深入分析，讨论了当前方法的局限性和公开挑战。此外，提出了潜在的未来研究方向，并总结了最先进方法的贡献。此外，还提供了有关公开可用数据集的概括摘要以及关于说明每种挑战的最佳性能方法的巨大挑战的详细见解。此外，我们旨在使读者现有研究的现状和指针在未来的发展方向上开发可用于临床实践的方法，从而可以改善诊断，分级，预后和癌症的治疗计划。据我们所知，以前没有工作回顾了朝向这一方向的组织学图像中的实例细分。