Despite being responsible for state-of-the-art results in several computer vision and natural language processing tasks, neural networks have faced harsh criticism due to some of their current shortcomings. One of them is that neural networks are correlation machines prone to model biases within the data instead of focusing on actual useful causal relationships. This problem is particularly serious in application domains affected by aspects such as race, gender, and age. To prevent models from incurring on unfair decision-making, the AI community has concentrated efforts in correcting algorithmic biases, giving rise to the research area now widely known as fairness in AI. In this survey paper, we provide an in-depth overview of the main debiasing methods for fairness-aware neural networks in the context of vision and language research. We propose a novel taxonomy to better organize the literature on debiasing methods for fairness, and we discuss the current challenges, trends, and important future work directions for the interested researcher and practitioner.
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The well-documented presence of texture bias in modern convolutional neural networks has led to a plethora of algorithms that promote an emphasis on shape cues, often to support generalization to new domains. Yet, common datasets, benchmarks and general model selection strategies are missing, and there is no agreed, rigorous evaluation protocol. In this paper, we investigate difficulties and limitations when training networks with reduced texture bias. In particular, we also show that proper evaluation and meaningful comparisons between methods are not trivial. We introduce BiasBed, a testbed for texture- and style-biased training, including multiple datasets and a range of existing algorithms. It comes with an extensive evaluation protocol that includes rigorous hypothesis testing to gauge the significance of the results, despite the considerable training instability of some style bias methods. Our extensive experiments, shed new light on the need for careful, statistically founded evaluation protocols for style bias (and beyond). E.g., we find that some algorithms proposed in the literature do not significantly mitigate the impact of style bias at all. With the release of BiasBed, we hope to foster a common understanding of consistent and meaningful comparisons, and consequently faster progress towards learning methods free of texture bias. Code is available at https://github.com/D1noFuzi/BiasBed
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Fine-grained population maps are needed in several domains, like urban planning, environmental monitoring, public health, and humanitarian operations. Unfortunately, in many countries only aggregate census counts over large spatial units are collected, moreover, these are not always up-to-date. We present POMELO, a deep learning model that employs coarse census counts and open geodata to estimate fine-grained population maps with 100m ground sampling distance. Moreover, the model can also estimate population numbers when no census counts at all are available, by generalizing across countries. In a series of experiments for several countries in sub-Saharan Africa, the maps produced with POMELOare in good agreement with the most detailed available reference counts: disaggregation of coarse census counts reaches R2 values of 85-89%; unconstrained prediction in the absence of any counts reaches 48-69%.
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先前的工作表明,深-RL可以应用于无地图导航,包括混合无人驾驶空中水下车辆(Huauvs)的中等过渡。本文介绍了基于最先进的演员批评算法的新方法,以解决Huauv的导航和中型过渡问题。我们表明,具有复发性神经网络的双重评论家Deep-RL可以使用仅范围数据和相对定位来改善Huauvs的导航性能。我们的深-RL方法通过通过不同的模拟场景对学习的扎实概括,实现了更好的导航和过渡能力,表现优于先前的方法。
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深钢筋学习中的确定性和随机技术已成为改善运动控制和各种机器人的决策任务的有前途的解决方案。先前的工作表明,这些深-RL算法通常可以应用于一般的移动机器人的无MAP导航。但是,他们倾向于使用简单的传感策略,因为已经证明它们在高维状态空间(例如基于图像的传感的空间)方面的性能不佳。本文在执行移动机器人无地图导航的任务时,对两种深-RL技术 - 深确定性政策梯度(DDPG)和软参与者(SAC)进行了比较分析。我们的目标是通过展示神经网络体系结构如何影响学习本身的贡献,并根据每种方法的航空移动机器人导航的时间和距离提出定量结果。总体而言,我们对六个不同体系结构的分析强调了随机方法(SAC)更好地使用更深的体系结构,而恰恰相反发生在确定性方法(DDPG)中。
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在本文中,我们提出了一种一般稳健的子带自适应滤波(GR-SAF)方案,以防止冲动噪声,通过在随机步行模型下以各个重量不确定性最小化均方根偏差。具体而言,通过选择不同的缩放因子,例如在GR-SAF方案中从M-估计和最大correntropy robust标准中选择,我们可以轻松获得不同的GR-SAF算法。重要的是,所提出的GR-SAF算法可以简化为可变的正则化鲁棒归一化的SAF算法,从而具有快速的收敛速率和低稳态误差。在系统识别的背景下,用冲动噪声和回声取消进行双词的模拟已证实,所提出的GR-SAF算法的表现优于其对应物。
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巴西最高法院每学期收到数万案件。法院员工花费数千个小时来执行这些案件的初步分析和分类 - 这需要努力从案件管理工作流的后部,更复杂的阶段进行努力。在本文中,我们探讨了来自巴西最高法院的文件多模式分类。我们在6,510起诉讼(339,478页)的新型多模式数据集上训练和评估我们的方法,并用手动注释将每个页面分配给六个类之一。每个诉讼都是页面的有序序列,它们既可以作为图像存储,又是通过光学特征识别提取的相应文本。我们首先训练两个单峰分类器:图像上对Imagenet进行了预先训练的重新编织,并且图像上进行了微调,并且具有多个内核尺寸过滤器的卷积网络在文档文本上从SCRATCH进行了训练。我们将它们用作视觉和文本特征的提取器,然后通过我们提出的融合模块组合。我们的融合模块可以通过使用学习的嵌入来处理缺失的文本或视觉输入,以获取缺少数据。此外,我们尝试使用双向长期记忆(BILSTM)网络和线性链条件随机字段进行实验,以模拟页面的顺序性质。多模式方法的表现都优于文本分类器和视觉分类器,尤其是在利用页面的顺序性质时。
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本文研究了在脉冲干扰和拜占庭式攻击的情况下,对聚类的多任务网络进行了扩散适应。我们根据Geman-McClure估计器使用的成本函数开发了强大的弹性扩散算法(RDLMG)算法,这可以降低对大异常值的敏感性,并使算法在冲动性的干扰下使算法可靠。此外,平均子序列减少的方法,其中每个节点丢弃了从其邻居那里获得的成本贡献的极端价值信息,可以使网络对拜占庭式攻击进行弹性。在这方面,提出的RDLMG算法可确保所有正常节点通过节点之间的合作融合到其理想状态。 RDLMG算法的统计分析也是根据平均和平均形式性能进行的。数值结果评估了用于多目标定位和多任务频谱传感的应用中提出的RDLMG算法。
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数字乳房X光检查仍然是乳腺癌筛选最常见的成像工具。虽然使用数字乳房X线照相术用于癌症筛查的益处超过了与X射线曝光相关的风险,但是辐射剂量必须尽可能低,同时保持所产生的图像的诊断效用,从而最大限度地减少患者风险。许多研究通过使用深神经网络恢复低剂量图像来调查剂量降低的可行性。在这些情况下,选择适当的培训数据库和丢失功能至关重要,并影响结果的质量。在这项工作中,提出了一种修改了具有分层跳过连接的Reset架构,以恢复低剂量数字乳房X光检查。我们将恢复的图像与标准的全剂量图像进行比较。此外,我们评估了此任务的几个损失函数的性能。出于培训目的,我们从回顾性临床乳腺X线摄影考试的400次图像数据集中提取了256,000个图像贴片,其中模拟了不同的剂量水平以产生低和标准剂量对。为了在真实情况下验证网络,使用物理拟人乳房乳房映射来在商业上可获得的乳房X线摄影系统中获得真实的低剂量和标准全剂量图像,然后通过我们培训的模型处理。以前呈现的低剂量数字乳房X线摄影的分析恢复模型用作这项工作中的基准。通过信噪比(SNR)进行客观评估,并且平均归一化平方误差(MNSE),分解成残余噪声和偏置。结果表明,感知损失功能(PL4)能够实现全剂量采集的几乎相同的噪声水平,同时导致与其他损耗功能相比较小的信号偏差。
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由能够连接和交换消息的越来越多的移动设备而激励,我们提出了一种旨在模拟和分析网络中节点移动性的方法。我们注意到文献中的许多现有解决方案依赖于直接在节点联系人图表上计算的拓扑测量,旨在捕获节点在有利于原型设计,设计和部署移动网络的连接和移动模式方面的重要性。但是,每个措施都具有其特异性,并且无法概括最终随时间变化的节点重要性概念。与以前的方法不同,我们的方法基于节点嵌入方法,该方法模型和推出在保留其空间和时间特征的同时在移动性和连接模式中对节点的重要性。我们专注于基于一丝小组会议的案例研究。结果表明,我们的方法提供了提取不同移动性和连接模式的丰富表示,这可能有助于移动网络中的各种应用和服务。
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