在2D多板磁共振(MR)采集中,平面信号通常比面内信号较低。尽管当代超分辨率(SR)方法旨在恢复基本的高分辨率量,但估计的高频信息是通过端到端数据驱动的培训隐含的,而不是明确说明和寻求。为了解决这个问题,我们根据完美的重建过滤库重新构架SR问题声明,使我们能够识别并直接估计缺失的信息。在这项工作中,我们提出了一种两阶段的方法,以近似于与特定扫描的各向异性采集相对应的完美重建过滤库。在第1阶段,我们使用梯度下降估算缺失的过滤器,在第2阶段,我们使用深网来学习从粗系数到细节系数的映射。此外,提出的公式不依赖外部训练数据,从而规避了对域移位校正的需求。在我们的方法下,特别是在“切片差距”方案中提高了SR性能,这可能是由于框架施加的解决方案空间的限制。
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Existing statistical methods can be used to estimate a policy, or a mapping from covariates to decisions, which can then instruct decision makers. There is great interest in using such data-driven policies in healthcare. In healthcare, however, it is often important to explain to the healthcare provider, and to the patient, how a new policy differs from the current standard of care. This end is facilitated if one can pinpoint the aspects (i.e., parameters) of the policy that change most when moving from the standard of care to the new, suggested policy. To this end, we adapt ideas from Trust Region Policy Optimization. In our work, however, unlike in Trust Region Policy Optimization, the difference between the suggested policy and standard of care is required to be sparse, aiding with interpretability. In particular, we trade off between maximizing expected reward and minimizing the $L_1$ norm divergence between the parameters of the two policies. This yields "relative sparsity," where, as a function of a tuning parameter, $\lambda$, we can approximately control the number of parameters in our suggested policy that differ from their counterparts in the standard of care. We develop our methodology for the observational data setting. We propose a problem-specific criterion for selecting $\lambda$, perform simulations, and illustrate our method with a real, observational healthcare dataset, deriving a policy that is easy to explain in the context of the current standard of care. Our work promotes the adoption of data-driven decision aids, which have great potential to improve health outcomes.
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基于近似基础的Koopman操作员或发电机的数据驱动的非线性动力系统模型已被证明是预测,功能学习,状态估计和控制的成功工具。众所周知,用于控制膜系统的Koopman发电机还对输入具有仿射依赖性,从而导致动力学的方便有限维双线性近似。然而,仍然存在两个主要障碍,限制了当前方法的范围,以逼近系统的koopman发电机。首先,现有方法的性能在很大程度上取决于要近似Koopman Generator的基础函数的选择;目前,目前尚无通用方法来为无法衡量保存的系统选择它们。其次,如果我们不观察到完整的状态,我们可能无法访问足够丰富的此类功能来描述动态。这是因为在有驱动时,通常使用时间延迟的可观察物的方法失败。为了解决这些问题,我们将Koopman Generator控制的可观察到的动力学写为双线性隐藏Markov模型,并使用预期最大化(EM)算法确定模型参数。 E-Step涉及标准的Kalman滤波器和更光滑,而M-Step类似于发电机的控制效果模式分解。我们在三个示例上证明了该方法的性能,包括恢复有限的Koopman-Invariant子空间,用于具有缓慢歧管的驱动系统;估计非强制性行驶方程的Koopman本征函数;仅基于提升和阻力的嘈杂观察,对流体弹球系统的模型预测控制。
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在这项研究中,将放射学方法扩展到用于组织分类的光学荧光分子成像数据,称为“验光”。荧光分子成像正在出现在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)切除期间的精确手术引导。然而,肿瘤到正常的组织对比与靶分子表皮生长因子受体(EGFR)的异质表达的内在生理局限性混淆。验光学试图通过探测荧光传达的EGFR表达中的质地模式差异来改善肿瘤识别。从荧光图像样品中提取了总共1,472个标准化的验光特征。涉及支持矢量机分类器的监督机器学习管道接受了25个顶级功能的培训,这些功能由最小冗余最大相关标准选择。通过将切除组织的图像贴片分类为组织学确认的恶性肿瘤状态,将模型预测性能与荧光强度阈值方法进行了比较。与荧光强度阈值方法相比,验光方法在所有测试集样品中提供了一致的预测准确性(无剂量)(平均精度为89%vs. 81%; P = 0.0072)。改进的性能表明,将放射线学方法扩展到荧光分子成像数据为荧光引导手术中的癌症检测提供了有希望的图像分析技术。
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多实施学习(MIL)被广泛用于对病理整体幻灯片图像(WSIS)的计算机辅助解释,以解决缺乏像素或贴片的注释。通常,这种方法直接应用“自然图像驱动”的MIL算法,该算法忽略了WSIS的多尺度(即金字塔)性质。现成的MIL算法通常部署在单个WSIS(例如20x放大倍率)上,而人类病理学家通常以多尺度的方式汇总全球和局部模式(例如,通过放大不同大型)。在这项研究中,我们提出了一种新型的跨尺度注意机制,以明确地将尺度间相互作用汇总到单个MIL网络的克罗恩病(CD)(CD),这是炎症性肠病的一种形式。本文的贡献是两个方面:(1)提出了一种跨尺度注意机制,以从不同分辨率的多尺度相互作用汇总特征; (2)生成差异多尺度注意的可视化,以定位可解释的病变模式。通过训练来自20名CD患者的约250,000 H&E染色的上升结肠(AC)斑块,在不同尺度上训练30个健康对照样品,我们的方法在曲线下(AUC)得分为0.8924,与基线模型相比达到0.8924。官方实施可在https://github.com/hrlblab/cs-mil上公开获得。
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数据驱动的降级模型通常无法对沿坐标敏感的高维非线性系统进行准确的预测,因为这种坐标通常经常被截断,例如,通过正确的正交分解,核心成分分析和自动范围。这种系统在剪切主导的流体流中经常遇到,在剪切主导的流体流中,非正常性在障碍的生长中起着重要作用。为了解决这些问题,我们采用来自活跃子空间的想法来查找模型减少的坐标的低维系统,以平衡伴随的信息,以了解该系统的敏感性与沿轨迹的状态方差的敏感性。所得的方法是使用伴随快照(Cobras)称为协方差平衡降低,与平衡截断与状态和基于伴随的梯度协方差矩阵取代了系统gramians并遵守相同的关键转换定律。在这里,提取的坐标与可用于构建彼得罗夫 - 盖尔金还原模型的倾斜投影相关。我们提供了一种有效的基于快照的计算方法,类似于平衡的正交分解。这也导致观察到,可以单独依靠状态和梯度样品的内部产品来计算还原的坐标,从而使我们能够通过用核函数替换内部产品来找到丰富的非线性坐标。在这些坐标中,可以使用回归来学习减少的模型。我们演示了这些技术,并与简单但具有挑战性的三维系统和轴对称喷气流仿真进行比较,并具有$ 10^5 $状态变量。
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语言模型既展示了定量的改进,又展示了新的定性功能,随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响,但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息,为破坏性的新模型能力做准备,并改善社会有害的效果,至关重要的是,我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战,我们介绍了超越模仿游戏基准(Big Bench)。 Big Bench目前由204个任务组成,由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的,从语言学,儿童发展,数学,常识性推理,生物学,物理学,社会偏见,软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号,Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为,跨越了数百万到数十亿个参数。此外,一个人类专家评估者团队执行了所有任务,以提供强大的基准。研究结果包括:模型性能和校准都随规模改善,但绝对的术语(以及与评估者的性能相比);在模型类中的性能非常相似,尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分,而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标;社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加,但这可以通过提示来改善。
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在SARS-COV-2大流行期间,戴着面膜穿着成为防止传播和收缩病毒的有效工具。监测人口中面膜速率的能力将用于确定对病毒的公共卫生策略。然而,用于检测面罩的人工智能技术尚未在现实​​生活中以大规模部署在公共场合的大规模中。在本文中,我们介绍了由两个单独的模块组成的两步​​面掩模检测方法:1)面部检测和对准,2)面掩模分类。这种方法使我们能够尝试不同的面部检测和面罩分类模块的组合。更具体地说,我们尝试使用金字塔和视网膜作为面部探测器,同时保持面罩分类模块的轻质骨干。此外,我们还提供了Aizoo数据集的测试集的重叠注释,在那里我们纠正了某些面部图像的错误标签。 Aizoo和Moxa 3K数据集的评估结果表明,所提出的面罩检测管道超越了最先进的方法。所提出的管道在AIZOO数据集的重叠测试组上也产生了比原始测试集更高的映射。由于我们使用野外的面部图像培训了所提出的模型,我们可以成功部署我们的模型来使用公共CCTV图像监控戴掩模速率。
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迄今为止,迄今为止,众所周知,对广泛的互补临床相关任务进行了全面比较了医学图像登记方法。这限制了采用研究进展,以防止竞争方法的公平基准。在过去五年内已经探讨了许多新的学习方法,但优化,建筑或度量战略的问题非常适合仍然是开放的。 Learn2reg涵盖了广泛的解剖学:脑,腹部和胸部,方式:超声波,CT,MRI,群体:患者内部和患者内部和监督水平。我们为3D注册的培训和验证建立了较低的入境障碍,这帮助我们从20多个独特的团队中汇编了65多个单独的方法提交的结果。我们的互补度量集,包括稳健性,准确性,合理性和速度,使得能够独特地位了解当前的医学图像登记现状。进一步分析监督问题的转移性,偏见和重要性,主要是基于深度学习的方法的优越性,并将新的研究方向开放到利用GPU加速的常规优化的混合方法。
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基于采样的推理技术是现代宇宙学数据分析的核心;然而,这些方法与维度不良,通常需要近似或顽固的可能性。在本文中,我们描述了截短的边际神经比率估计(TMNRE)(即所谓的基于模拟的推断的新方法)自然避免了这些问题,提高了$(i)$效率,$(ii)$可扩展性和$ (iii)推断后的后续后续的可信度。使用宇宙微波背景(CMB)的测量,我们表明TMNRE可以使用比传统马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法更少模拟器呼叫的数量级来实现融合的后海后。值得注意的是,所需数量的样本有效地独立于滋扰参数的数量。此外,称为\ MEMPH {本地摊销}的属性允许对基于采样的方法无法访问的严格统计一致性检查的性能。 TMNRE承诺成为宇宙学数据分析的强大工具,特别是在扩展宇宙学的背景下,其中传统的基于采样的推理方法所需的时间级数融合可以大大超过$ \ Lambda $ CDM等简单宇宙学模型的时间。为了执行这些计算,我们使用开源代码\ texttt {swyft}来使用TMNRE的实现。
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