生成的对抗网络(GAN)是在众多领域成功使用的一种强大的深度学习模型。它们属于一个称为生成方法的更广泛的家族,该家族通过从真实示例中学习样本分布来生成新数据。在临床背景下,与传统的生成方法相比,GAN在捕获空间复杂,非线性和潜在微妙的疾病作用方面表现出增强的能力。这篇综述评估了有关gan在各种神经系统疾病的成像研究中的应用的现有文献,包括阿尔茨海默氏病,脑肿瘤,脑老化和多发性硬化症。我们为每个应用程序提供了各种GAN方法的直观解释,并进一步讨论了在神经影像学中利用gans的主要挑战,开放问题以及有希望的未来方向。我们旨在通过强调如何利用gan来支持临床决策,并有助于更好地理解脑部疾病的结构和功能模式,从而弥合先进的深度学习方法和神经病学研究之间的差距。
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Intensive Care Units usually carry patients with a serious risk of mortality. Recent research has shown the ability of Machine Learning to indicate the patients' mortality risk and point physicians toward individuals with a heightened need for care. Nevertheless, healthcare data is often subject to privacy regulations and can therefore not be easily shared in order to build Centralized Machine Learning models that use the combined data of multiple hospitals. Federated Learning is a Machine Learning framework designed for data privacy that can be used to circumvent this problem. In this study, we evaluate the ability of deep Federated Learning to predict the risk of Intensive Care Unit mortality at an early stage. We compare the predictive performance of Federated, Centralized, and Local Machine Learning in terms of AUPRC, F1-score, and AUROC. Our results show that Federated Learning performs equally well as the centralized approach and is substantially better than the local approach, thus providing a viable solution for early Intensive Care Unit mortality prediction. In addition, we show that the prediction performance is higher when the patient history window is closer to discharge or death. Finally, we show that using the F1-score as an early stopping metric can stabilize and increase the performance of our approach for the task at hand.
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Banks hold a societal responsibility and regulatory requirements to mitigate the risk of financial crimes. Risk mitigation primarily happens through monitoring customer activity through Transaction Monitoring (TM). Recently, Machine Learning (ML) has been proposed to identify suspicious customer behavior, which raises complex socio-technical implications around trust and explainability of ML models and their outputs. However, little research is available due to its sensitivity. We aim to fill this gap by presenting empirical research exploring how ML supported automation and augmentation affects the TM process and stakeholders' requirements for building eXplainable Artificial Intelligence (xAI). Our study finds that xAI requirements depend on the liable party in the TM process which changes depending on augmentation or automation of TM. Context-relatable explanations can provide much-needed support for auditing and may diminish bias in the investigator's judgement. These results suggest a use case-specific approach for xAI to adequately foster the adoption of ML in TM.
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在本文中提出了两种基于学习的新基于学习的可解释的AI(XAI)方法,用于深卷积神经网络(DCNN)图像分类器,称为L-CAM-FM和L-CAM-IMG。两种方法都使用了一种注意机制,该机制插入了原始(冷冻)DCNN中,并经过训练以从最后一个卷积层的特征图中得出类激活图(CAM)。在训练过程中,将CAM应用于特征图(L-CAM-FM)或输入图像(L-CAM-IMG),迫使注意机制学习了解释DCNN结果的图像区域。对成像网的实验评估表明,所提出的方法获得竞争结果,同时需要在推理阶段进行一次前进。此外,根据派生的解释,进行了全面的定性分析,为了解分类错误背后的原因,包括影响训练有素的分类器的可能数据集偏见。
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在这篇扩展的抽象论文中,我们解决了因果机学习模型中的可解释性和针对性正则化的问题。特别是,我们专注于在观察到的混杂因素下估计单个因果/治疗效果的问题,这些问题可以控制并适应治疗对感兴趣结果的影响。针对因果环境调整的Black-Box ML模型在此任务中通常表现良好,但是它们缺乏可解释的输出,无法识别治疗异质性及其功能关系的主要驱动因素。我们提出了一种新型的深层反事实学习结构,用于估计可以同时进行的个人治疗效果:i)传达有针对性的正则化,并产生围绕感兴趣量的量化不确定性(即条件平均治疗效应); ii)解开协变量的基线预后和调节作用,并输出可解释的分数功能,描述了它们与结果的关系。最后,我们通过简单的模拟实验来证明该方法的使用。
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受益于扩大云基础设施,今天深度神经网络(DNN)在云中培训时具有越来越高的性能。研究人员花了几个月的努力,竞争额外的模型精度百分比。但是,当这些模型实际上在实践中部署在边缘设备上时,通常情况可能会突然下降超过10%而无明显原因。关键挑战是,在边缘设备上对ML推理执行并不多的可见性,并且在边缘部署过程中对潜在问题的认识很少。我们呈现ml-exray,一个端到端的框架,它提供了ML执行的层级细节的可见性,并帮助开发人员分析和调试云到边缘部署问题。更常见的是,子最佳边缘性能的原因不仅可以在模型本身中介绍,而是在整个数据流和部署过程中的每一个操作。评估显示ML-EXRARE可以有效地捕获部署问题,例如使用ML-EXRARE的预处理错误,量化问题,次优内核等,用户需要写入不到15行代码以完全检查边缘部署管道。消除这些问题,ML-EXRARE可以通过最多30%的模型性能,Pinpoint忽略层,指导用户通过两个数量级来优化内核执行延迟。代码和API将被释放为开源多语言仪表库和Python部署验证库。
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在2015年和2019年之间,地平线的成员2020年资助的创新培训网络名为“Amva4newphysics”,研究了高能量物理问题的先进多变量分析方法和统计学习工具的定制和应用,并开发了完全新的。其中许多方法已成功地用于提高Cern大型Hadron撞机的地图集和CMS实验所执行的数据分析的敏感性;其他几个人,仍然在测试阶段,承诺进一步提高基本物理参数测量的精确度以及新现象的搜索范围。在本文中,在研究和开发的那些中,最相关的新工具以及对其性能的评估。
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本文开发了贝叶斯因果林的稀疏诱导版本,最近提出的非参数因果回归模型采用贝叶斯添加剂回归树,专门设计用于使用观察数据来估计异质治疗效果。我们介绍的稀疏诱导组件是通过实证研究的动机,其中不是所有可用的协变量相关的,导致在估计个体治疗效果的兴趣表面底层的不同程度。在这项工作中提供的扩展版本,我们命名贝叶斯因果森林,配备了一对允许模型通过树集合中的相应数量的分裂调节每个协变量的重量。这些前瞻改善了模型对稀疏数据产生过程的适应性,并且允许在治疗效果估计的框架中进行完全贝叶斯特征缩收,从而揭示推动异质性的调节因子。此外,该方法允许先前了解相关的混杂协变量和对模型中掺入结果的影响的相对幅度。我们说明了我们在模拟研究中的方法的表现,与贝叶斯因果林和其他最先进的模型相比,展示如何与越来越多的协变量以及其如何处理强烈混淆的情景。最后,我们还提供了使用真实数据的应用程序的示例。
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大型观察数据越来越多地提供健康,经济和社会科学等学科,研究人员对因果问题而不是预测感兴趣。在本文中,从旨在调查参与学校膳食计划对健康指标的实证研究,研究了使用非参数回归的方法估算异质治疗效果的问题。首先,我们介绍了与观察或非完全随机数据进行因果推断相关的设置和相关的问题,以及如何在统计学习工具的帮助下解决这些问题。然后,我们审查并制定现有最先进的框架的统一分类,允许通过非参数回归模型来估算单个治疗效果。在介绍模型选择问题的简要概述后,我们说明了一些关于三种不同模拟研究的方法的性能。我们通过展示一些关于学校膳食计划数据的实证分析的一些方法的使用来结束。
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