A central challenge of building more powerful Graph Neural Networks (GNNs) is the oversmoothing phenomenon, where increasing the network depth leads to homogeneous node representations and thus worse classification performance. While previous works have only demonstrated that oversmoothing is inevitable when the number of graph convolutions tends to infinity, in this paper, we precisely characterize the mechanism behind the phenomenon via a non-asymptotic analysis. Specifically, we distinguish between two different effects when applying graph convolutions -- an undesirable mixing effect that homogenizes node representations in different classes, and a desirable denoising effect that homogenizes node representations in the same class. By quantifying these two effects on random graphs sampled from the Contextual Stochastic Block Model (CSBM), we show that oversmoothing happens once the mixing effect starts to dominate the denoising effect, and the number of layers required for this transition is $O(\log N/\log (\log N))$ for sufficiently dense graphs with $N$ nodes. We also extend our analysis to study the effects of Personalized PageRank (PPR) on oversmoothing. Our results suggest that while PPR mitigates oversmoothing at deeper layers, PPR-based architectures still achieve their best performance at a shallow depth and are outperformed by the graph convolution approach on certain graphs. Finally, we support our theoretical results with numerical experiments, which further suggest that the oversmoothing phenomenon observed in practice may be exacerbated by the difficulty of optimizing deep GNN models.
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我们开发一个名为EasyCV的多合一计算机视觉工具箱,以促进使用各种SOTA计算机视觉方法。最近,我们将Yolox的Yolox-Pai(Yolox的改进版本)添加到EasyCV中。我们进行消融研究以研究某些检测方法对YOLOX的影响。我们还为Pai-blade提供了一种易于使用,用于加速基于Bladedisc和Tensorrt的推理过程。最后,在单个NVIDIA V100 GPU上,我们在1.0毫秒内收到可可延迟的42.8映射,该MAP比Yolov6快一点。简单但有效的预测变量API也在EasyCV中设计,以进行END2END对象检测。现在可以在以下网址获得代码和模型,请访问:https://github.com/alibaba/easycv。
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多标签图像分类旨在预测图像中的所有可能标签。考虑到在每个培训图像中注释所有标签可能是昂贵的,通常将其作为部分标签的学习问题。关于部分标签学习的现有作品集中在每个训练图像只有其标签的子集注释的情况下。一种特殊情况是在每个训练图像中仅注释一个正标签。为了进一步减轻注释负担并增强了分类器的性能,本文提出了一个新的部分标签设置,其中仅标记了训练图像的一个子集,每个图像只有一个正面标签,而其余的培训图像仍保留未标记。为了处理这个新设置,我们建议一个端到端的深层网络PLMCL(部分标签动量课程学习),可以学会为部分标记和未标记的培训图像生成自信的伪标签。基于动量的新法律通过考虑更新伪标签的速度,更新每个训练图像上的软伪标签,这些标签的更新有助于避免捕获到低信心的本地最低限度,尤其是在培训的早期阶段,由于缺乏观察到的标签和培训的早期阶段对伪标签的信心。此外,我们还提出了一个信心的调度程序,以适应性地对不同标签进行易于锻炼的学习。广泛的实验表明,我们提出的PLMCL在三个不同数据集上的各个部分标签设置下优于许多最先进的多标签分类方法。
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在过去的几年中,基于卷积的神经网络(CNN)的人群计数方法已取得了有希望的结果。但是,对于准确的计数估计,量表变化问题仍然是一个巨大的挑战。在本文中,我们提出了一个多尺度特征聚合网络(MSFANET),可以在某种程度上减轻此问题。具体而言,我们的方法由两个特征聚合模块组成:短聚合(Shortagg)和Skip Contregation(Skipagg)。 Shortagg模块聚集了相邻卷积块的特征。其目的是制作具有从网络底部逐渐融合的不同接收场的功能。 Skipagg模块将具有小型接受场的特征直接传播到具有更大接收场的特征。它的目的是促进特征与大小接收场的融合。尤其是,Skipagg模块引入了Swin Transformer块中的本地自我注意力特征,以结合丰富的空间信息。此外,我们通过考虑不均匀的人群分布来提出基于局部和全球的计数损失。在四个具有挑战性的数据集(Shanghaitech数据集,UCF_CC_50数据集,UCF-QNRF数据集,WorldExpo'10数据集)上进行了广泛的实验,这表明与先前的先前的尚未实行的方法相比,提出的易于实现的MSFANET可以实现有希望的结果。
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旨在恢复图像中影子区域的原始强度,并使它们与剩余的非阴影区域兼容,而没有跟踪,删除阴影是一个非常具有挑战性的问题,使许多下游图像/视频相关的任务受益。最近,变形金刚通过捕获全局像素相互作用来显示它们在各种应用中的强大能力,并且这种能力在删除阴影时非常可取。然而,由于以下两个原因,应用变压器促进阴影去除是非平凡的:1)修补程序操作不适用于由于不规则的阴影形状而导致阴影去除; 2)阴影去除只需要从非阴影区域到阴影区域的单向交互,而不是图像中所有像素之间的共同双向相互作用。在本文中,我们提出了一种新型的跨区域变压器,即CRFormer,用于去除阴影,它与现有变压器的不同之处仅通过考虑从非阴影区域到阴影区域的像素相互作用而不将图像分为斑块。这是通过精心设计的区域感知的跨注意操作来实现的,该操作可以汇总以非阴影区域特征为条件的恢复的阴影区域特征。与其他最先进的方法相比,关于ISTD,AISTD,SRD和视频阴影删除数据集的广泛实验证明了我们方法的优势。
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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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在本文中,我们解决了一次性分段的单次无监督域适应(OSUDA)的问题,其中分段器在训练期间只看到一个未标记的目标图像。在这种情况下,传统的无监督域适应模型通常失败,因为它们不能适应目标域,以具有过度拟合到一个(或几个)目标样本。为了解决这个问题,现有的OSUDA方法通常集成了一种样式传输模块,基于未标记的目标样本执行域随机化,可以在训练期间探讨目标样本周围的多个域。然而,这种样式传输模块依赖于一组额外的图像作为预训练的样式参考,并且还增加了对域适应的内存需求。在这里,我们提出了一种新的奥德达方法,可以有效地缓解这种计算负担。具体而言,我们将多个样式混合层集成到分段器中,该分段器播放样式传输模块的作用,以在不引入任何学习参数的情况下使源图像进行体现。此外,我们提出了一种剪辑的原型匹配(PPM)方法来加权考虑源像素在监督训练期间的重要性,以缓解负适应。实验结果表明,我们的方法在单次设置下的两个常用基准上实现了新的最先进的性能,并且比所有比较方法更有效。
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数据增强是自然语言处理(NLP)模型的鲁棒性评估的重要组成部分,以及增强他们培训的数据的多样性。在本文中,我们呈现NL-Cogmenter,这是一种新的参与式Python的自然语言增强框架,它支持创建两个转换(对数据的修改)和过滤器(根据特定功能的数据拆分)。我们描述了框架和初始的117个变换和23个过滤器,用于各种自然语言任务。我们通过使用其几个转换来分析流行自然语言模型的鲁棒性来证明NL-Upmenter的功效。基础架构,Datacards和稳健性分析结果在NL-Augmenter存储库上公开可用(\ url {https://github.com/gem-benchmark/nl-augmenter})。
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Waterbodies和附近相关对象的基于视觉的语义分割提供了管理水资源和处理洪水紧急情况的重要信息。然而,缺乏用于水相关类别的大规模标记培训和测试数据集可防止研究人员在计算机视野中研究水有关的问题。为了解决这个问题,我们呈现亚特兰蒂斯,一个新的水平和相关对象的语义分割的新基准。亚特兰蒂斯由5,195张Waterbodies图像组成,以及56级物体的高质量像素级手动注释,其中包括17级人为物体,18级自然对象和21个一般课程。我们详细介绍了亚特兰蒂斯,并在我们的基准上评估了几种最先进的语义分段网络。此外,通过在两个不同的路径中加工水生和非水生植物来制定新的深度神经网络水平,用于水体语义分割。 Aquanet还包含低级功能调制和交叉路径调制,可增强特征表示。实验结果表明,拟议的Aquanet优于亚特兰蒂斯的其他最先进的语义细分网络。我们声称,亚特兰蒂斯是最大的水体图像数据集,用于语义分割,提供各种水和水有关的类,它将有利于计算机视觉和水资源工程的研究人员。
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点云学习界见证了从CNN到变形金刚的模型转移,纯变压器架构在主要学习基准上实现了最高精度。然而,现有的点变压器是计算昂贵的,因为它们需要产生大的注意图,其相对于输入大小具有二次复杂度(空间和时间)。为了解决这种缺点,我们介绍补丁注意(PAT),以便自适应地学习计算注意力地图的更小的基础。通过对这些基础的加权求和,PAT仅捕获全局形状上下文,而且还可以实现输入大小的线性复杂性。此外,我们提出了一种轻量级的多尺度关注(MST)块来构建不同尺度特征的关注,提供具有多尺度特征的模型。我们配备了PAT和MST,我们构建了我们的神经结构,称为PatchFormer,将两个模块集成到Point云学习的联合框架中。广泛的实验表明,我们的网络对一般点云学习任务的可比准确性具有9.2倍的速度高于先前的点变压器。
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