Scene graph generation from images is a task of great interest to applications such as robotics, because graphs are the main way to represent knowledge about the world and regulate human-robot interactions in tasks such as Visual Question Answering (VQA). Unfortunately, its corresponding area of machine learning is still relatively in its infancy, and the solutions currently offered do not specialize well in concrete usage scenarios. Specifically, they do not take existing "expert" knowledge about the domain world into account; and that might indeed be necessary in order to provide the level of reliability demanded by the use case scenarios. In this paper, we propose an initial approximation to a framework called Ontology-Guided Scene Graph Generation (OG-SGG), that can improve the performance of an existing machine learning based scene graph generator using prior knowledge supplied in the form of an ontology (specifically, using the axioms defined within); and we present results evaluated on a specific scenario founded in telepresence robotics. These results show quantitative and qualitative improvements in the generated scene graphs.

深度学习技术导致了通用对象检测领域的显着突破，近年来产生了很多场景理解的任务。由于其强大的语义表示和应用于场景理解，场景图一直是研究的焦点。场景图生成（SGG）是指自动将图像映射到语义结构场景图中的任务，这需要正确标记检测到的对象及其关系。虽然这是一项具有挑战性的任务，但社区已经提出了许多SGG方法并取得了良好的效果。在本文中，我们对深度学习技术带来了近期成就的全面调查。我们审查了138个代表作品，涵盖了不同的输入方式，并系统地将现有的基于图像的SGG方法从特征提取和融合的角度进行了综述。我们试图通过全面的方式对现有的视觉关系检测方法进行连接和系统化现有的视觉关系检测方法，概述和解释SGG的机制和策略。最后，我们通过深入讨论当前存在的问题和未来的研究方向来完成这项调查。本调查将帮助读者更好地了解当前的研究状况和想法。

场景图是一个场景的结构化表示，可以清楚地表达场景中对象之间的对象，属性和关系。随着计算机视觉技术继续发展，只需检测和识别图像中的对象，人们不再满足。相反，人们期待着对视觉场景更高的理解和推理。例如，给定图像，我们希望不仅检测和识别图像中的对象，还要知道对象之间的关系（视觉关系检测），并基于图像内容生成文本描述（图像标题）。或者，我们可能希望机器告诉我们图像中的小女孩正在做什么（视觉问题应答（VQA）），甚至从图像中移除狗并找到类似的图像（图像编辑和检索）等。这些任务需要更高水平的图像视觉任务的理解和推理。场景图只是场景理解的强大工具。因此，场景图引起了大量研究人员的注意力，相关的研究往往是跨模型，复杂，快速发展的。然而，目前没有对场景图的相对系统的调查。为此，本调查对现行场景图研究进行了全面调查。更具体地说，我们首先总结了场景图的一般定义，随后对场景图（SGG）和SGG的发电方法进行了全面和系统的讨论，借助于先验知识。然后，我们调查了场景图的主要应用，并汇总了最常用的数据集。最后，我们对场景图的未来发展提供了一些见解。我们相信这将是未来研究场景图的一个非常有帮助的基础。

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.

同一场景中的不同对象彼此之间或多或少相关，但是只有有限数量的这些关系值得注意。受到对象检测效果的DETR的启发，我们将场景图生成视为集合预测问题，并提出了具有编码器decoder架构的端到端场景图生成模型RELTR。关于视觉特征上下文的编码器原因是，解码器使用带有耦合主题和对象查询的不同类型的注意机制渗透了一组固定大小的三胞胎主题prodicate-object。我们设计了一套预测损失，以执行地面真相与预测三胞胎之间的匹配。与大多数现有场景图生成方法相反，Reltr是一种单阶段方法，它仅使用视觉外观直接预测一组关系，而无需结合实体并标记所有可能的谓词。视觉基因组和开放图像V6数据集的广泛实验证明了我们模型的出色性能和快速推断。

在图像理解项目中越来越多的情况下，场景图一代在电脑视觉研究中获得了很多关注，如视觉问题应答，图像标题，自动驾驶汽车，人群行为分析，活动识别等等。场景图，图像的视觉图形结构，非常有助于简化图像理解任务。在这项工作中，我们介绍了一个称为几何上下文的后处理算法，以了解视觉场景更好的几何上。我们使用该后处理算法在对象对与先前模型之间添加和改进几何关系。我们通过计算对象对之间的方向和距离来利用此上下文。我们使用知识嵌入式路由网络（KERN）作为我们的基准模型，将工作与我们的算法扩展，并显示最近最先进的算法上的可比结果。

We investigate the problem of producing structured graph representations of visual scenes. Our work analyzes the role of motifs: regularly appearing substructures in scene graphs. We present new quantitative insights on such repeated structures in the Visual Genome dataset. Our analysis shows that object labels are highly predictive of relation labels but not vice-versa. We also find that there are recurring patterns even in larger subgraphs: more than 50% of graphs contain motifs involving at least two relations. Our analysis motivates a new baseline: given object detections, predict the most frequent relation between object pairs with the given labels, as seen in the training set. This baseline improves on the previous state-of-the-art by an average of 3.6% relative improvement across evaluation settings. We then introduce Stacked Motif Networks, a new architecture designed to capture higher order motifs in scene graphs that further improves over our strong baseline by an average 7.1% relative gain. Our code is available at github.com/rowanz/neural-motifs.

现有的研究解决场景图生成（SGG） - 图像中场景理解的关键技术 - 从检测角度，即使用边界框检测到对象，然后预测其成对关系。我们认为这种范式引起了几个阻碍该领域进步的问题。例如，当前数据集中的基于框的标签通常包含冗余类，例如头发，并遗漏对上下文理解至关重要的背景信息。在这项工作中，我们介绍了Panoptic场景图生成（PSG），这是一项新的问题任务，要求该模型基于全景分割而不是刚性边界框生成更全面的场景图表示。一个高质量的PSG数据集包含可可和视觉基因组的49k井被宣传的重叠图像，是为社区创建的，以跟踪其进度。为了进行基准测试，我们构建了四个两阶段基线，这些基线是根据SGG中的经典方法修改的，以及两个单阶段基准，称为PSGTR和PSGFORMER，它们基于基于高效的变压器检测器，即detr。虽然PSGTR使用一组查询来直接学习三重态，但PSGFormer以来自两个变压器解码器的查询形式分别模拟对象和关系，然后是一种迅速的关系 - 对象对象匹配机制。最后，我们分享了关于公开挑战和未来方向的见解。

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。

We propose a novel scene graph generation model called Graph R-CNN, that is both effective and efficient at detecting objects and their relations in images. Our model contains a Relation Proposal Network (RePN) that efficiently deals with the quadratic number of potential relations between objects in an image. We also propose an attentional Graph Convolutional Network (aGCN) that effectively captures contextual information between objects and relations. Finally, we introduce a new evaluation metric that is more holistic and realistic than existing metrics. We report state-of-the-art performance on scene graph generation as evaluated using both existing and our proposed metrics.

Today's scene graph generation (SGG) task is still far from practical, mainly due to the severe training bias, e.g., collapsing diverse human walk on/ sit on/lay on beach into human on beach. Given such SGG, the down-stream tasks such as VQA can hardly infer better scene structures than merely a bag of objects. However, debiasing in SGG is not trivial because traditional debiasing methods cannot distinguish between the good and bad bias, e.g., good context prior (e.g., person read book rather than eat) and bad long-tailed bias (e.g., near dominating behind/in front of). In this paper, we present a novel SGG framework based on causal inference but not the conventional likelihood. We first build a causal graph for SGG, and perform traditional biased training with the graph. Then, we propose to draw the counterfactual causality from the trained graph to infer the effect from the bad bias, which should be removed. In particular, we use Total Direct Effect as the proposed final predicate score for unbiased SGG. Note that our framework is agnostic to any SGG model and thus can be widely applied in the community who seeks unbiased predictions. By using the proposed Scene Graph Diagnosis toolkit 1 on the SGG benchmark Visual Genome and several prevailing models, we observed significant improvements over the previous state-of-the-art methods.

本次调查绘制了用于分析社交媒体数据的生成方法的研究状态的广泛的全景照片（Sota）。它填补了空白，因为现有的调查文章在其范围内或被约会。我们包括两个重要方面，目前正在挖掘和建模社交媒体的重要性：动态和网络。社会动态对于了解影响影响或疾病的传播，友谊的形成，友谊的形成等，另一方面，可以捕获各种复杂关系，提供额外的洞察力和识别否则将不会被注意的重要模式。

背景信息：在过去几年中，机器学习（ML）一直是许多创新的核心。然而，包括在所谓的“安全关键”系统中，例如汽车或航空的系统已经被证明是非常具有挑战性的，因为ML的范式转变为ML带来完全改变传统认证方法。目的：本文旨在阐明与ML为基础的安全关键系统认证有关的挑战，以及文献中提出的解决方案，以解决它们，回答问题的问题如何证明基于机器学习的安全关键系统？'方法：我们开展2015年至2020年至2020年之间发布的研究论文的系统文献综述（SLR），涵盖了与ML系统认证有关的主题。总共确定了217篇论文涵盖了主题，被认为是ML认证的主要支柱：鲁棒性，不确定性，解释性，验证，安全强化学习和直接认证。我们分析了每个子场的主要趋势和问题，并提取了提取的论文的总结。结果：单反结果突出了社区对该主题的热情，以及在数据集和模型类型方面缺乏多样性。它还强调需要进一步发展学术界和行业之间的联系，以加深域名研究。最后，它还说明了必须在上面提到的主要支柱之间建立连接的必要性，这些主要柱主要主要研究。结论：我们强调了目前部署的努力，以实现ML基于ML的软件系统，并讨论了一些未来的研究方向。

场景图生成（SGG）旨在在图像中提取（主题，谓词，对象）三重态。最近的作品在SGG上取得了稳步的进步，并为高级视野和语言理解提供了有用的工具。但是，由于数据分布问题包括长尾分布和语义歧​​义，当前SGG模型的预测往往会崩溃到几个频繁但不信息的谓词（例如，on，at），这限制了这些模型在下游任务中的实际应用。为了解决上述问题，我们提出了一种新颖的内部和外部数据传输（IETRAN）方法，该方法可以以插件方式应用，并以1,807个谓词类别扩展到大SGG。我们的Ietrans试图通过自动创建一个增强的数据集来缓解数据分布问题，该数据集为所有谓词提供更充分和连贯的注释。通过在增强数据集中进行培训，神经主题模型在保持竞争性微观性能的同时使宏观性能翻了一番。代码和数据可在https://github.com/waxnkw/ietrans-sgg.pytorch上公开获得。

去年的特征是不透明的自动决策支持系统（例如深神经网络（DNNS））激增。尽管它们具有出色的概括和预测技能，但其功能不允许对其行为获得详细的解释。由于不透明的机器学习模型越来越多地用于在关键环境中做出重要的预测，因此危险是创建和使用不合理或合法的决策。因此，关于赋予机器学习模型具有解释性的重要性有一个普遍的共识。可解释的人工智能（XAI）技术可以用来验证和认证模型输出，并以可信赖，问责制，透明度和公平等理想的概念来增强它们。本指南旨在成为任何具有计算机科学背景的受众的首选手册，旨在获得对机器学习模型的直观见解，并伴随着笔直，快速和直观的解释。本文旨在通过在其特定的日常型号，数据集和用例中应用XAI技术来填补缺乏引人注目的XAI指南。图1充当读者的流程图/地图，应帮助他根据自己的数据类型找到理想的使用方法。在每章中，读者将找到所提出的方法的描述，以及在生物医学应用程序和Python笔记本上使用的示例。它可以轻松修改以应用于特定应用程序。

Despite progress in perceptual tasks such as image classification, computers still perform poorly on cognitive tasks such as image description and question answering. Cognition is core to tasks that involve not just recognizing, but reasoning about our visual world. However, models used to tackle the rich content in images for cognitive tasks are still being trained using the same datasets designed for perceptual tasks. To achieve success at cognitive tasks, models need to understand the interactions and relationships between objects in

Artificial Intelligence (AI) and its applications have sparked extraordinary interest in recent years. This achievement can be ascribed in part to advances in AI subfields including Machine Learning (ML), Computer Vision (CV), and Natural Language Processing (NLP). Deep learning, a sub-field of machine learning that employs artificial neural network concepts, has enabled the most rapid growth in these domains. The integration of vision and language has sparked a lot of attention as a result of this. The tasks have been created in such a way that they properly exemplify the concepts of deep learning. In this review paper, we provide a thorough and an extensive review of the state of the arts approaches, key models design principles and discuss existing datasets, methods, their problem formulation and evaluation measures for VQA and Visual reasoning tasks to understand vision and language representation learning. We also present some potential future paths in this field of research, with the hope that our study may generate new ideas and novel approaches to handle existing difficulties and develop new applications.

连接视觉和语言在生成智能中起着重要作用。因此，已经致力于图像标题的大型研究工作，即用句法和语义有意义的句子描述图像。从2015年开始，该任务通常通过由Visual Encoder组成的管道和文本生成的语言模型来解决任务。在这些年来，两种组件通过对象区域，属性，介绍多模态连接，完全关注方法和伯特早期融合策略的利用而显着发展。但是，无论令人印象深刻的结果，图像标题的研究还没有达到结论性答案。这项工作旨在提供图像标题方法的全面概述，从视觉编码和文本生成到培训策略，数据集和评估度量。在这方面，我们量化地比较了许多相关的最先进的方法来确定架构和培训策略中最有影响力的技术创新。此外，讨论了问题的许多变体及其开放挑战。这项工作的最终目标是作为理解现有文献的工具，并突出显示计算机视觉和自然语言处理的研究领域的未来方向可以找到最佳的协同作用。

Understanding a visual scene goes beyond recognizing individual objects in isolation. Relationships between objects also constitute rich semantic information about the scene. In this work, we explicitly model the objects and their relationships using scene graphs, a visually-grounded graphical structure of an image. We propose a novel endto-end model that generates such structured scene representation from an input image. The model solves the scene graph inference problem using standard RNNs and learns to iteratively improves its predictions via message passing. Our joint inference model can take advantage of contextual cues to make better predictions on objects and their relationships. The experiments show that our model significantly outperforms previous methods for generating scene graphs using Visual Genome dataset and inferring support relations with NYU Depth v2 dataset.

自治机器人目前是最受欢迎的人工智能问题之一，在过去十年中，从自动驾驶汽车和人形系统到交付机器人和无人机，这是一项最受欢迎的智能问题。部分问题是获得一个机器人，以模仿人类的感知，我们的视觉感，用诸如神经网络等数学模型用相机和大脑的眼睛替换眼睛。开发一个能够在没有人为干预的情况下驾驶汽车的AI和一个小型机器人在城市中递送包裹可能看起来像不同的问题，因此来自感知和视觉的观点来看，这两个问题都有几种相似之处。我们目前的主要解决方案通过使用计算机视觉技术，机器学习和各种算法来实现对环境感知的关注，使机器人理解环境或场景，移动，调整其轨迹并执行其任务（维护，探索，等。）无需人为干预。在这项工作中，我们从头开始开发一个小型自动车辆，能够仅使用视觉信息理解场景，通过工业环境导航，检测人员和障碍，或执行简单的维护任务。我们审查了基本问题的最先进问题，并证明了小规模采用的许多方法类似于来自特斯拉或Lyft等公司的真正自动驾驶汽车中使用的方法。最后，我们讨论了当前的机器人和自主驾驶状态以及我们在这一领域找到的技术和道德限制。