Overfitting is a problem in Convolutional Neural Networks (CNN) that causes poor generalization of models on unseen data. To remediate this problem, many new and diverse data augmentation methods (DA) have been proposed to supplement or generate more training data, and thereby increase its quality. In this work, we propose a new data augmentation algorithm: VoronoiPatches (VP). We primarily utilize non-linear recombination of information within an image, fragmenting and occluding small information patches. Unlike other DA methods, VP uses small convex polygon-shaped patches in a random layout to transport information around within an image. Sudden transitions created between patches and the original image can, optionally, be smoothed. In our experiments, VP outperformed current DA methods regarding model variance and overfitting tendencies. We demonstrate data augmentation utilizing non-linear re-combination of information within images, and non-orthogonal shapes and structures improves CNN model robustness on unseen data.

数据失真通常在训练期间（例如混合和cutmix）和评估（例如形状纹理偏见和鲁棒性）中通常应用于视觉模型。此数据修改可以引入人造信息。通常认为所产生的人工制品对训练有害，而在分析模型时可以忽略不计。我们研究了这些假设，并得出结论，在某些情况下它们是毫无根据的，并导致结果不正确。具体而言，我们显示了当前的形状偏差识别方法和遮挡鲁棒性测量是有偏见的，并提出了后者的更公平的替代方法。随后，通过一系列实验，我们试图纠正和加强社区对增强如何影响视觉模型学习的看法。基于我们的经验结果，我们认为必须理解和利用人工制品的影响，而不是被消除。

数据增强已被广泛用于改善深形网络的性能。提出了许多方法，例如丢弃，正则化和图像增强，以避免过度发出和增强神经网络的概括。数据增强中的一个子区域是图像混合和删除。这种特定类型的增强混合两个图像或删除图像区域以隐藏或制定困惑的图像的某些特征，以强制它强调图像中对象的整体结构。与此方法培训的模型表明，与未执行混合或删除的培训相比，该模型表现得很好。这种培训方法实现的额外福利是对图像损坏的鲁棒性。由于其最近的计算成本低，因此提出了许多图像混合和删除技术。本文对这些设计的方法提供了详细的审查，在三个主要类别中划分增强策略，切割和删除，切割和混合和混合。纸张的第二部分是评估这些方法的图像分类，微小的图像识别和对象检测方法，其中显示了这类数据增强提高了深度神经网络的整体性能。

使用卷积神经网络（CNN）已经显着改善了几种图像处理任务，例如图像分类和对象检测。与Reset和Abseralnet一样，许多架构在创建时至少在一个数据集中实现了出色的结果。培训的一个关键因素涉及网络的正规化，这可以防止结构过度装备。这项工作分析了在过去几年中开发的几种正规化方法，显示了不同CNN模型的显着改进。该作品分为三个主要区域：第一个称为“数据增强”，其中所有技术都侧重于执行输入数据的更改。第二个，命名为“内部更改”，旨在描述修改神经网络或内核生成的特征映射的过程。最后一个称为“标签”，涉及转换给定输入的标签。这项工作提出了与关于正则化的其他可用调查相比的两个主要差异：（i）第一个涉及在稿件中收集的论文并非超过五年，并第二个区别是关于可重复性，即所有作品此处推荐在公共存储库中可用的代码，或者它们已直接在某些框架中实现，例如Tensorflow或Torch。

近年来，计算机视觉社区中最受欢迎的技术之一就是深度学习技术。作为一种数据驱动的技术，深层模型需要大量准确标记的培训数据，这在许多现实世界中通常是无法访问的。数据空间解决方案是数据增强（DA），可以人为地从原始样本中生成新图像。图像增强策略可能因数据集而有所不同，因为不同的数据类型可能需要不同的增强以促进模型培训。但是，DA策略的设计主要由具有领域知识的人类专家决定，这被认为是高度主观和错误的。为了减轻此类问题，一个新颖的方向是使用自动数据增强（AUTODA）技术自动从给定数据集中学习图像增强策略。 Autoda模型的目的是找到可以最大化模型性能提高的最佳DA策略。这项调查从图像分类的角度讨论了Autoda技术出现的根本原因。我们确定标准自动赛车模型的三个关键组件：搜索空间，搜索算法和评估功能。根据他们的架构，我们提供了现有图像AUTODA方法的系统分类法。本文介绍了Autoda领域的主要作品，讨论了他们的利弊，并提出了一些潜在的方向以进行未来的改进。

Training generative adversarial networks (GAN) using too little data typically leads to discriminator overfitting, causing training to diverge. We propose an adaptive discriminator augmentation mechanism that significantly stabilizes training in limited data regimes. The approach does not require changes to loss functions or network architectures, and is applicable both when training from scratch and when fine-tuning an existing GAN on another dataset. We demonstrate, on several datasets, that good results are now possible using only a few thousand training images, often matching StyleGAN2 results with an order of magnitude fewer images. We expect this to open up new application domains for GANs. We also find that the widely used CIFAR-10 is, in fact, a limited data benchmark, and improve the record FID from 5.59 to 2.42.

语义图像分割是手术中的背景知识和自治机器人的重要前提。本领域的状态专注于在微创手术期间获得的传统RGB视频数据，但基于光谱成像数据的全景语义分割并在开放手术期间获得几乎没有注意到日期。为了解决文献中的这种差距，我们正在研究基于在开放手术环境中获得的猪的高光谱成像（HSI）数据的以下研究问题：（1）基于神经网络的HSI数据的充分表示是完全自动化的器官分割，尤其是关于数据的空间粒度（像素与Superpixels与Patches与完整图像）的空间粒度？ （2）在执行语义器官分割时，是否有利用HSI数据使用HSI数据，即RGB数据和处理的HSI数据（例如氧合等组织参数）？根据基于20猪的506个HSI图像的全面验证研究，共注释了19个类，基于深度的学习的分割性能 - 贯穿模态 - 与输入数据的空间上下文一致。未处理的HSI数据提供优于RGB数据或来自摄像机提供商的处理数据，其中优势随着输入到神经网络的输入的尺寸而增加。最大性能（应用于整个图像的HSI）产生了0.89（标准偏差（SD）0.04）的平均骰子相似度系数（DSC），其在帧间间变异性（DSC为0.89（SD 0.07）的范围内。我们得出结论，HSI可以成为全自动手术场景理解的强大的图像模型，其具有传统成像的许多优点，包括恢复额外功能组织信息的能力。

手写数字识别（HDR）是光学特征识别（OCR）领域中最具挑战性的任务之一。不管语言如何，HDR都存在一些固有的挑战，这主要是由于个人跨个人的写作风格的变化，编写媒介和环境的变化，无法在反复编写任何数字等时保持相同的笔触。除此之外，特定语言数字的结构复杂性可能会导致HDR的模棱两可。多年来，研究人员开发了许多离线和在线HDR管道，其中不同的图像处理技术与传统的机器学习（ML）基于基于的和/或基于深度学习（DL）的体系结构相结合。尽管文献中存在有关HDR的广泛审查研究的证据，例如：英语，阿拉伯语，印度，法尔西，中文等，但几乎没有对孟加拉人HDR（BHDR）的调查，这缺乏对孟加拉语HDR（BHDR）的研究，而这些调查缺乏对孟加拉语HDR（BHDR）的研究。挑战，基础识别过程以及可能的未来方向。在本文中，已经分析了孟加拉语手写数字的特征和固有的歧义，以及二十年来最先进的数据集的全面见解和离线BHDR的方法。此外，还详细讨论了一些涉及BHDR的现实应用特定研究。本文还将作为对离线BHDR背后科学感兴趣的研究人员的汇编，煽动了对相关研究的新途径的探索，这可能会进一步导致在不同应用领域对孟加拉语手写数字进行更好的离线认识。

Jitendra Malik once said, "Supervision is the opium of the AI researcher". Most deep learning techniques heavily rely on extreme amounts of human labels to work effectively. In today's world, the rate of data creation greatly surpasses the rate of data annotation. Full reliance on human annotations is just a temporary means to solve current closed problems in AI. In reality, only a tiny fraction of data is annotated. Annotation Efficient Learning (AEL) is a study of algorithms to train models effectively with fewer annotations. To thrive in AEL environments, we need deep learning techniques that rely less on manual annotations (e.g., image, bounding-box, and per-pixel labels), but learn useful information from unlabeled data. In this thesis, we explore five different techniques for handling AEL.

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。

With the development of a series of Galaxy sky surveys in recent years, the observations increased rapidly, which makes the research of machine learning methods for galaxy image recognition a hot topic. Available automatic galaxy image recognition researches are plagued by the large differences in similarity between categories, the imbalance of data between different classes, and the discrepancy between the discrete representation of Galaxy classes and the essentially gradual changes from one morphological class to the adjacent class (DDRGC). These limitations have motivated several astronomers and machine learning experts to design projects with improved galaxy image recognition capabilities. Therefore, this paper proposes a novel learning method, ``Hierarchical Imbalanced data learning with Weighted sampling and Label smoothing" (HIWL). The HIWL consists of three key techniques respectively dealing with the above-mentioned three problems: (1) Designed a hierarchical galaxy classification model based on an efficient backbone network; (2) Utilized a weighted sampling scheme to deal with the imbalance problem; (3) Adopted a label smoothing technique to alleviate the DDRGC problem. We applied this method to galaxy photometric images from the Galaxy Zoo-The Galaxy Challenge, exploring the recognition of completely round smooth, in between smooth, cigar-shaped, edge-on and spiral. The overall classification accuracy is 96.32\%, and some superiorities of the HIWL are shown based on recall, precision, and F1-Score in comparing with some related works. In addition, we also explored the visualization of the galaxy image features and model attention to understand the foundations of the proposed scheme.

社区缺乏理论知识的建立良好数据集的指导方针。我们分析了与数据相关的哪些方面有关的理论方向，并得出结论，从现有文献中导出的直觉是不正确和误导性的。使用经验反例，我们显示1）数据维度不一定是最小化的，2）在操纵数据时，保留分布是非必要的。这需要更具数据感知的理论理解。虽然在这项工作中没有探索，但我们建议研究数据修改对学习表现的影响，作为有前途的研究方向。

深层生成模型通过自动化基于收集的数据集的多样性，现实内容的综合，使新手用户更容易访问视觉内容。但是，当前的机器学习方法错过了创作过程的关键要素 - 综合远远超出数据分配和日常体验的东西的能力。为了开始解决此问题，我们可以通过仅编辑一些具有所需几何变化的原始模型输出来“扭曲”给定模型。我们的方法将低级更新应用于单个模型层以重建编辑的示例。此外，为了打击过度拟合，我们建议一种基于样式混合的潜在空间增强方法。我们的方法允许用户创建一个模型，该模型可以通过定义的几何更改合成无尽的对象，从而可以创建新的生成模型，而无需策划大规模数据集。我们还证明可以组成编辑的模型以实现汇总效果，并提出了一个交互式界面，以使用户能够通过组合创建新的模型。对多个测试案例的经验测量表明，我们方法对最近的GAN微调方法的优势。最后，我们使用编辑的模型展示了多个应用程序，包括潜在空间插值和图像编辑。

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.

我们介绍了几个新的数据集即想象的A / O和Imagenet-R以及合成环境和测试套件，我们称为CAOS。 Imagenet-A / O允许研究人员专注于想象成剩余的盲点。由于追踪稳健的表示，以特殊创建了ImageNet-R，因为表示不再简单地自然，而是包括艺术和其他演绎。 Caos Suite由Carla Simulator构建，允许包含异常物体，可以创建可重复的合成环境和用于测试稳健性的场景。所有数据集都是为测试鲁棒性和衡量鲁棒性的衡量进展而创建的。数据集已用于各种其他作品中，以衡量其具有鲁棒性的自身进步，并允许切向进展，这些进展不会完全关注自然准确性。鉴于这些数据集，我们创建了几种旨在推进鲁棒性研究的新方法。我们以最大Logit的形式和典型程度的形式构建简单的基线，并以深度的形式创建新的数据增强方法，从而提高上述基准。最大Logit考虑Logit值而不是SoftMax操作后的值，而微小的变化会产生明显的改进。典型程分将输出分布与类的后部分布进行比较。我们表明，除了分段任务之外，这将提高对基线的性能。猜测可能在像素级别，像素的语义信息比类级信息的语义信息不太有意义。最后，新的Deepaulment的新增强技术利用神经网络在彻底不同于先前使用的传统几何和相机的转换的图像上创建增强。

深卷积神经网络需要大量标记的数据样本。对于许多现实世界应用，这是一个主要限制，通常通过增强方法对待。在这项工作中，我们解决了在小数据集上学习深神经网络的问题。我们提出的称为Chimeramix的体系结构通过生成实例组成来学习数据的增强。生成模型成对编码图像，结合了由面具引导的功能，并创建了新样本。为了进行评估，所有方法均已从头开始训练，没有任何其他数据。基准数据集上的几个实验，例如CIFAIR-10，STL-10和CIFAIR-100与当前用于小型数据集分类的最新方法相比，Chimeramix的出色性能表现出了出色的性能。

Generative Adversarial Networks (GANs) typically suffer from overfitting when limited training data is available. To facilitate GAN training, current methods propose to use data-specific augmentation techniques. Despite the effectiveness, it is difficult for these methods to scale to practical applications. In this work, we present ScoreMix, a novel and scalable data augmentation approach for various image synthesis tasks. We first produce augmented samples using the convex combinations of the real samples. Then, we optimize the augmented samples by minimizing the norms of the data scores, i.e., the gradients of the log-density functions. This procedure enforces the augmented samples close to the data manifold. To estimate the scores, we train a deep estimation network with multi-scale score matching. For different image synthesis tasks, we train the score estimation network using different data. We do not require the tuning of the hyperparameters or modifications to the network architecture. The ScoreMix method effectively increases the diversity of data and reduces the overfitting problem. Moreover, it can be easily incorporated into existing GAN models with minor modifications. Experimental results on numerous tasks demonstrate that GAN models equipped with the ScoreMix method achieve significant improvements.

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。

深度信息在许多图像处理应用程序中是有用的。然而，由于拍摄图像是在2D成像传感器上投射3D场景的过程，因此深度信息嵌入图像中。从图像中提取深度信息是一个具有挑战性的任务。引导原理是由于散焦引起的蓝色水平与物体和焦平面之间的距离有关。基于该原理和广泛使用的假设，即高斯模糊是散焦模糊的良好模型，我们制定了作为高斯模糊分类问题的空间变化散焦模糊的问题。我们通过培训深度神经网络来解决图像补丁中的20级蓝色蓝色之一来解决问题。我们创建了一个超过500000美元的尺寸为32 \ times32 $的数据集，用于培训和测试几种知名网络模型。我们发现MobileNetv2由于其较低的内存要求和高精度而适用于此应用。训练模型用于确定通过施加迭代加权引导滤波器来改进的贴剂模糊。结果是散焦图，其携带每个像素的模糊度的信息。我们将提出的方法与最先进的技术进行比较，我们展示了其在自适应图像增强，散焦倍率和多聚焦图像融合中的成功应用。

大多数机器学习算法由一个或多个超参数配置，必须仔细选择并且通常会影响性能。为避免耗时和不可递销的手动试验和错误过程来查找性能良好的超参数配置，可以采用各种自动超参数优化（HPO）方法，例如，基于监督机器学习的重新采样误差估计。本文介绍了HPO后，本文审查了重要的HPO方法，如网格或随机搜索，进化算法，贝叶斯优化，超带和赛车。它给出了关于进行HPO的重要选择的实用建议，包括HPO算法本身，性能评估，如何将HPO与ML管道，运行时改进和并行化结合起来。这项工作伴随着附录，其中包含关于R和Python的特定软件包的信息，以及用于特定学习算法的信息和推荐的超参数搜索空间。我们还提供笔记本电脑，这些笔记本展示了这项工作的概念作为补充文件。