最佳运输,也称为运输理论或Wasserstein指标,是一个数学框架,它解决了找到最有效的方法将质量或资源从一个分布转移到另一种分布的最有效方法的问题,同时最大程度地减少了一定的成本函数[1,2,3]。最初在18世纪作为物流和经济学工具开发,最佳运输在现代数学和各种科学学科(包括计算机科学和机器学习)上引起了极大的关注。在其核心方面,最佳运输旨在通过找到将一个分布的质量重新分配以匹配另一个位置的成本,从而量化两个概率分布之间的相似性。这个优雅而多才多艺的概念在不同领域中发现了从图像处理和数据分析到经济学[11]和神经科学的应用,使其成为具有广泛含义的强大而统一的数学工具[12]。
● 也称为“传递函数” - 计算加权和,并决定是否“激发”神经元。 ● 最常见的例子 - 阶跃函数。 ● 非线性激活函数有助于解决复杂问题
背景:静息态功能性磁共振成像 fMRI (rs- fMRI) 已广泛用于研究精神疾病的大脑功能,从而深入了解大脑组织。然而,rs-fMRI 数据的高维性给数据分析带来了重大挑战。变分自动编码器 (VAE) 是一种神经网络,在提取静息态功能连接 (rsFC) 模式的低维潜在表示方面发挥了重要作用,从而解决了 rs-fMRI 数据的复杂非线性结构。尽管取得了这些进展,但解释这些潜在表示仍然是一个挑战。本文旨在通过开发可解释的 VAE 模型并使用 rs-fMRI 数据在自闭症谱系障碍 (ASD) 中测试其效用来解决这一差距。
深度学习是一种自动学习方法,它基于大量示例的学习模式。 div>是一种复杂问题的特别有趣的方法,为之,数据(经验)广泛可用,但是制定分析解决方案是不可行的。 div>在本课程中,我们将探讨深度智能和计算机视觉的基本概念。 div>我们将通过理论会议和实践示例来展示如何根据任务(对象检测,实例分割,对象之间的关系预测)和数据模式(图像,视频,3D)创建和训练深层智力模型。 div>该课程将以一些高级问题的介绍以及有关最近趋势的讨论进行介绍。 div>
来自图像的深度估计是具有广泛应用的计算机视觉中的一个长期问题。对于基于视觉的自动驾驶系统,感知深度是理解道路对象和建模3D环境图的相关性的不可或缺的模块。由于深度神经网络用于求解各种视觉概率,因此基于CNN的方法[2-5,13,39 - 42,44,44,46,48,52]主导了各种深度基准。根据输入格式,它们主要将其分为多视图深度估计[3,13,23,26,44,45,51,53]和单视深度估计[14 - 16,19,37,38]。多视图方法估计深度的假设,即给定的深度,相机校准和摄像头姿势,这些像素应相似。他们依靠表现几何形状来三角形高质量深度。但是,多视图方法的准确性和鲁棒性在很大程度上依赖于相机的几何配置以及视图之间匹配的对应关系。首先,需要足够翻译相机以进行三角度。在自主驾驶的情况下,汽车可能会停在交通信号灯处或不移动而不移动,这会导致故障三角剖分。此外,多视图方法遭受动态对象和无动电区域的影响,它们在自动驱动方案中无处不在。另一个问题是对移动车辆的施加优化。在存在的大满贯方法中不可避免地噪声,更不用说具有挑战性和可取的情况了。具体来说,我们提出了一个两个分支网络,即例如,一辆机器人或自动驾驶汽车可以在不重新校准的情况下部署多年,原因是嘈杂的姿势。相比之下,作为单视图方法[14 - 16,19,37,38]依赖于对场景的语义理解和透视投影提示,它们对无纹理区域,动态对象,而不是依赖相机姿势更为易用。但是,由于规模歧义,其性能仍然远非多视图方法。在这里,我们倾向于考虑是否可以很好地结合两种方法的好处,以实现自主驾驶场景中的稳健和准确的单眼视频深度估计。尽管已经在先前的工作中探索了基于融合的系统[1,9],但他们都假定了理想的相机姿势。结果是融合系统的性能甚至比单视深度估计的噪声姿势还差。为了解决这个问题,我们提出了一个新型的自适应融合网络,以利用多视图和单视图方法的优势,并减轻其缺点,以保持高度的精度,并在噪声姿势下提高系统的影响力。一个靶向单眼深度提示,而另一个则利用多视图几何形状。两个分支都预测了深度图和置信图。补充语义提示和边缘细节在多视图分支的成本汇总中丢失了
目前的深度学习算法可能无法在大脑中运行,因为它们依赖于权重传输,即前向路径神经元将其突触权重传输到反馈路径,而这种方式在生物学上可能是不可能的。一种称为反馈对齐的算法通过使用随机反馈权重实现了没有权重传输的深度学习,但它在困难的视觉识别任务上表现不佳。在这里,我们描述了两种机制——一种称为权重镜像的神经回路和 1994 年 Kolen 和 Pollack 提出的算法的修改——这两种机制都允许反馈路径即使在大型网络中也快速准确地学习适当的突触权重,而无需权重传输或复杂的布线。在 ImageNet 视觉识别任务上进行测试,这些机制的学习效果几乎与反向传播(深度学习的标准算法,使用权重传输)一样好,并且它们优于反馈对齐和另一种较新的无传输算法符号对称方法。
基于事件的传感是一种相对较新的成像模态,可实现低潜伏期,低功率,高时间分解和高动态范围采集。这些支持使其成为边缘应用和在高动态范围环境中的高度可取的传感器。截至今天,大多数基于事件的传感器都是单色的(灰度),在单个通道中捕获了Visi-ble上广泛光谱范围的光。在本文中,我们介绍了穆斯特朗事件并研究了它们的优势。尤其是我们在可见范围内和近红外范围内考虑多个频段,并探索与单色事件和用于面部检测任务的传统多光谱成像相比的潜力。我们进一步发布了第一个大型双峰面检测数据集,其中包含RGB视频及其模拟色彩事件,N-Mobiface和N-Youtubefaces,以及带有多光谱视频和事件的较小数据集,N-SpectralFace。与常规多频谱图像的早期融合相比,多阶段事件的早期融合可显着改善面部检测性能。此结果表明,相对于灰度等效物,多光谱事件比传统的多光谱图像具有相对有用的有关场景的信息。据我们所知,我们提出的方法是关于多光谱事件的首次探索性研究,特别是包括近红外数据。
摘要 计算复杂性是计算机科学和数学的一门学科,它根据计算问题的固有难度对其进行分类,即根据算法的性能对其进行分类,并将这些类别相互关联。P 问题是一类可以使用确定性图灵机在多项式时间内解决的计算问题,而 NP 问题的解可以在多项式时间内验证,但我们仍然不知道它们是否也可以在多项式时间内解决。所谓 NP 完全问题的解也将是任何其他此类问题的解。它的人工智能类似物是 AI 完全问题类,对于该类问题仍然没有完整的数学形式化。在本章中,我们将重点分析计算类,以更好地理解 AI 完全问题的可能形式化,并查看是否存在适用于所有 AI 完全问题的通用算法(例如图灵测试)。为了更好地观察现代计算机科学如何尝试解决计算复杂性问题,我们提出了几种涉及优化方法的不同深度学习策略,以表明无法精确解决高阶计算类问题并不意味着使用最先进的机器学习技术无法获得令人满意的解决方案。这些方法与人类解决类似 NP 完全问题的能力的哲学问题和心理学研究进行了比较,以强化我们不需要精确和正确解决 AI 完全问题的方法就可以实现强 AI 的概念的说法。
课程描述:本课程是深度学习的介绍,这是机器学习的一个与现代神经网络的开发和应用有关的分支。深度学习算法以最大化给定任务的性能最大化数据的分层高级表示。例如,当被要求识别面孔时,深度神经网络可能会学会先用边缘来表示图像像素,然后是更大的形状,然后是脸部像眼睛和耳朵一样的部分,最后是单个脸部身份。深度学习是AI最近进步的背后,包括Siri和Alexa的演讲识别,Facebook的标签建议和自动驾驶汽车。我们将介绍来自基本神经网络,卷积和经常性网络结构,深度无监督和强化学习的一系列主题,以及对问题域等问题领域(例如语音识别和计算机视觉)的应用。先决条件:微积分,线性代数和概率与统计的强大数学背景,以及Python中机器学习和编程经验的先前课程。讲座:
广泛应用于自主驾驶中的基于深度学习的单眼深度估计(MDE)很容易受到对抗性攻击的影响。先前针对MDE模型的物理攻击依赖于2D广泛的补丁,因此它们仅影响MDE地图中的一个小型局部区域,但在各种观点下都失败了。为了解决这些限制,我们提出了3D深度傻瓜(3d 2傻瓜),这是对MDE模型的第一个基于3D纹理的对抗性攻击。3d 2傻瓜被专门优化,以生成3D对抗纹理对型号的车辆类型,并在恶劣天气条件(例如雨水和雾)中具有改善的鲁棒性。实验结果验证了我们3d 2傻瓜在各种情况下的出色性能,包括车辆,MDE Mod-els,天气状况和观点。现实世界中使用打印3D纹理的实验实验进一步表明,我们的3d 2傻瓜可能会导致超过10米的MDE误差。该代码可在https://github.com/gandolfczjh/3d2fool上找到。