构建可靠的AI决策支持系统需要一组强大的数据来培训模型；在数量和多样性方面。在资源有限的设置或在部署的早期阶段中，获取此类数据集可能很困难。样本拒绝是应对这一挑战的一种方法，但是该领域的许多现有工作都不适合这种情况。本文证明了该立场并提出了一个简单的解决方案作为概念基线的证明。
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越来越多地部署算法和模型来为人们提供决定，不可避免地会影响他们的生活。结果，负责开发这些模型的人必须仔细评估他们对不同人群的影响并偏爱群体公平，也就是说，确保由敏感人口属性（例如种族或性别）确定的群体不会受到不公正的对待。为了实现这一目标，这些人口统计学属性的可用性（意识）是评估这些模型影响的人的基本基础。不幸的是，收集和存储这些属性通常与行业实践以及有关数据最小化和隐私的立法冲突。因此，即使是从开发它们的公司内部，也很难衡量训练有素的模型的群体公平性。在这项工作中，我们通过使用量化技术来解决在敏感属性不认识的情况下衡量群体公平性的问题，这是一项与直接提供群体级别的患病率估算（而不是个人级别的类标签）有关的监督学习任务。我们表明，量化方法特别适合解决未通行问题的公平性，因为它们是可行的不可避免的分配变化，同时将（理想的）目标取消了（不可避免的）允许（不良）的副作用的（理想的）目标个人敏感属性的推断。更详细地说，我们表明，在不认识下的公平性可以作为量化问题，并通过量化文献中的可靠方法解决。我们表明，这些方法在五个实验方案中测量人口统计学的先前方法都优于以前的方法，这对应于使分类器公平性估计不认识的重要挑战。
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The PASCAL Visual Object Classes (VOC) challenge is a benchmark in visual object category recognition and detection, providing the vision and machine learning communities with a standard dataset of images and annotation, and standard evaluation procedures. Organised annually from 2005 to present, the challenge and its associated dataset has become accepted as the benchmark for object detection.This paper describes the dataset and evaluation procedure. We review the state-of-the-art in evaluated methods for both classification and detection, analyse whether the methods are statistically different, what they are learning from the images (e.g. the object or its context), and what the methods find easy or confuse. The paper concludes with lessons learnt in the three year history of the challenge, and proposes directions for future improvement and extension.
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We build new test sets for the CIFAR-10 and ImageNet datasets. Both benchmarks have been the focus of intense research for almost a decade, raising the danger of overfitting to excessively re-used test sets. By closely following the original dataset creation processes, we test to what extent current classification models generalize to new data. We evaluate a broad range of models and find accuracy drops of 3% -15% on CIFAR-10 and 11% -14% on ImageNet. However, accuracy gains on the original test sets translate to larger gains on the new test sets. Our results suggest that the accuracy drops are not caused by adaptivity, but by the models' inability to generalize to slightly "harder" images than those found in the original test sets.
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肺癌是全球癌症死亡的主要原因，肺腺癌是最普遍的肺癌形式。 EGFR阳性肺腺癌已被证明对TKI治疗的反应率很高，这是肺癌分子测试的基本性质。尽管目前的指南考虑必要测试，但很大一部分患者并未常规化，导致数百万的人未接受最佳治疗肺癌。测序是EGFR突变分子测试的黄金标准，但是结果可能需要数周的时间才能回来，这在时间限制的情况下并不理想。能够快速，便宜地检测EGFR突变的替代筛查工具的开发，同时保存组织以进行测序可以帮助减少受比较治疗的患者的数量。我们提出了一种多模式方法，该方法将病理图像和临床变量整合在一起，以预测EGFR突变状态，迄今为止最大的临床队列中的AUC为84％。这样的计算模型可以以很少的额外成本进行大部分部署。它的临床应用可以减少中国接受亚最佳治疗的患者数量53.1％，在美国将高达96.6％的患者减少96.6％。
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The ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge is a benchmark in object category classification and detection on hundreds of object categories and millions of images. The challenge has been run annually from 2010 to present, attracting participation from more than fifty institutions. This paper describes the creation of this benchmark dataset and the advances in object recognition that have been possible as a result. We discuss the chal-
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Progress on object detection is enabled by datasets that focus the research community's attention on open challenges. This process led us from simple images to complex scenes and from bounding boxes to segmentation masks. In this work, we introduce LVIS (pronounced 'el-vis'): a new dataset for Large Vocabulary Instance Segmentation. We plan to collect ∼2 million high-quality instance segmentation masks for over 1000 entry-level object categories in 164k images. Due to the Zipfian distribution of categories in natural images, LVIS naturally has a long tail of categories with few training samples. Given that state-of-the-art deep learning methods for object detection perform poorly in the low-sample regime, we believe that our dataset poses an important and exciting new scientific challenge. LVIS is available at http://www.lvisdataset.org.
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人工神经网络无法评估其预测的不确定性是对它们广泛使用的障碍。我们区分了两种类型的可学习不确定性：由于缺乏训练数据和噪声引起的观察不确定性而导致的模型不确定性。贝叶斯神经网络使用坚实的数学基础来学习其预测的模型不确定性。观察不确定性可以通过在这些网络中添加一层并增强其损失功能来计算观察不确定性。我们的贡献是将这些不确定性概念应用于预测过程监控任务中，以训练基于不确定性的模型以预测剩余时间和结果。我们的实验表明，不确定性估计值允许分化更多和不准确的预测，并在回归和分类任务中构建置信区间。即使在运行过程的早期阶段，这些结论仍然是正确的。此外，部署的技术是快速的，并产生了更准确的预测。学习的不确定性可以增加用户对其流程预测系统的信心，促进人类与这些系统之间的更好合作，并通过较小的数据集实现早期的实施。
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这项研究研究了在美国国税局（IRS）为税收审计选择的系统中，算法公平性问题。尽管算法公平的领域主要围绕着像个人一样对待的概念发展，但我们却探索了垂直平等的概念 - 适当地考虑到个人之间的相关差异 - 这在许多公共政策环境中都是公平性的核心组成部分。应用于美国个人所得税体系的设计，垂直权益与不同收入水平的纳税人之间的税收和执法负担的公平分配有关。通过与财政部和国税局的独特合作，我们使用匿名个人纳税人微型数据，风险选择的审计以及2010 - 14年度的随机审计来研究税务管理的垂直平等。特别是，我们评估了现代机器学习方法选择审核的使用如何影响垂直权益。首先，我们展示了更灵活的机器学习（分类）方法（而不是简单的模型）如何将审计负担从高收入纳税人转移到中等收入纳税人。其次，我们表明，尽管现有的算法公平技术可以减轻跨收入的某些差异，但它们可能会造成巨大的绩效成本。第三，我们表明，是否将低报告的风险视为分类或回归问题的选择是高度的。从分类转变为回归模型，以预测不足的审计转变会大大向高收入个人转移，同时增加收入。最后，我们探讨了差异审计成本在塑造审计分配中的作用。我们表明，对回报的狭窄关注会破坏垂直权益。我们的结果对整个公共部门的算法工具的设计具有影响。
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最近的多目标跟踪（MOT）系统利用高精度的对象探测器;然而，培训这种探测器需要大量标记的数据。虽然这种数据广泛适用于人类和车辆，但其他动物物种显着稀缺。我们目前稳健的置信跟踪（RCT），一种算法，旨在保持鲁棒性能，即使检测质量差。与丢弃检测置信信息的先前方法相比，RCT采用基本上不同的方法，依赖于精确的检测置信度值来初始化曲目，扩展轨道和滤波器轨道。特别地，RCT能够通过有效地使用低置信度检测（以及单个物体跟踪器）来最小化身份切换，以保持对象的连续轨道。为了评估在存在不可靠的检测中的跟踪器，我们提出了一个挑战的现实世界水下鱼跟踪数据集，Fishtrac。在对FISHTRAC以及UA-DETRAC数据集的评估中，我们发现RCT在提供不完美的检测时优于其他算法，包括最先进的深单和多目标跟踪器以及更经典的方法。具体而言，RCT具有跨越方法的最佳平均热量，可以成功返回所有序列的结果，并且具有比其他方法更少的身份交换机。
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现代机器学习系统越来越多地以广泛的个人数据收集为特征，尽管回报降低并增加了这种做法的社会成本。然而，数据最小化是欧盟一般数据保护法规（'GDPR'）中列出的核心数据保护原则之一，并要求仅处理足够，相关且仅限于必要物品的个人数据。但是，由于缺乏技术解释，该原则的采用有限。在这项工作中，我们以机器学习和法律的文献为基础提出FIDO，这是抑制数据过度收集的框架。 Fido学会了基于与系统性能相关的数据最小化的解释来限制数据收集。具体而言，Fido通过迭代更新性能曲线的估计值或数据集大小和性能之间的关系，从而提供了数据收集，以停止标准。 FIDO通过分段功率定律技术估算性能曲线，该技术在整个数据收集过程中分别对算法性能的不同阶段进行建模。经验实验表明，该框架会产生准确的性能曲线和数据收集，从而在数据集中停止标准并功能采集算法。我们进一步证明，许多其他曲线家庭系统地高估了其他数据的回报。在设计数据最小化框架时，我们的调查结果和分析提供了对相关考虑因素的更深入的见解，包括主动功能获取对单个用户的影响以及用户特定数据最小化的可行性。我们以实施数据最小化的实用建议得出结论。
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听力损失是人类的重大健康问题和心理负担。小鼠模型提供了阐明参与潜在发育和病理生理机制的基因的可能性。为此，大规模的鼠标表型计划包括单基因敲除小鼠线的听觉表型。使用听觉脑干响应（ABR）程序，德国鼠标诊所和全球类似设施已经产生了大型均匀的突变体和野生型小鼠的ABR原料数据。在标准ABR分析过程中，听力阈值通过训练有素的工作人员从增加声压水平的信号曲线进行视觉评估。这是令人耗时的，并且容易被读者偏向，以及图形显示质量和规模。为了减少工作量并提高质量和再现性，我们开发并比较了两种方法，用于从平均ABR原始数据中实现自动听力阈值识别：一个受监督方法，涉及在人生成的标签和自我监督方法上训练的两个组合神经网络，利用信号功率谱利用信号功率谱并将随机森林声级估计与转换曲线拟合算法结合起来进行阈值查找。我们表明，两种型号都很好地，胜过人类阈值检测，并且适用于快速，可靠和无偏见的听力阈值检测和质量控制。在高通量鼠标表型环境中，两种方法都以自动端到端筛选管道的一部分表现良好，以检测用于听力参与的候选基因。两种模型的代码以及用于此工作的数据都可以自由使用。
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我们查看模型可解释性的特定方面：模型通常需要限制在大小上才能被认为是可解释的，例如，深度5的决策树比深度50中的一个更容易解释。但是，较小的模型也倾向于高偏见。这表明可解释性和准确性之间的权衡。我们提出了一种模型不可知论技术，以最大程度地减少这种权衡。我们的策略是首先学习甲骨文，这是培训数据上高度准确的概率模型。 Oracle预测的不确定性用于学习培训数据的抽样分布。然后，对使用此分布获得的数据样本进行了可解释的模型，通常会导致精确度明显更高。我们将抽样策略作为优化问题。我们的解决方案1具有以下关键的有利属性：（1）它使用固定数量的七个优化变量，而与数据的维度（2）无关，它是模型不可知的 - 因为可解释的模型和甲骨文都可能属于任意性模型家族（3）它具有模型大小的灵活概念，并且可以容纳向量大小（4）它是一个框架，使其能够从优化领域的进度中受益。我们还提出了以下有趣的观察结果：（a）通常，小型模型大小的最佳训练分布与测试分布不同； （b）即使可解释的模型和甲骨文来自高度截然不同的模型家族，也存在这种效果：我们通过使用封闭的复发单位网络作为甲骨文来提高决策树的序列分类精度，从而在文本分类任务上显示此效果。使用字符n-grams； （c）对于模型，我们的技术可用于确定给定样本量的最佳训练样本。
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本文研究了“探索性”机器学习分类问题的置信后的事后校准。这些问题的困难源于持续的愿望，即在策划数据集时具有足够的例子来推广哪些类别的界限以及对这些类别的有效性的混乱。我们认为，对于此类问题，必须使用“单一的所有”方法（顶级标签校准），而不是文献中其他地方提倡的“校准 - 满足 - 响应 - 摩托克质”方法。我们介绍并测试了四种旨在处理特定置信度估计的特质的新算法。这些方法中的主要主要是将内核密度比用于置信度校准，包括用于选择带宽的新颖的防弹算法。我们测试了我们的主张，并探讨了生物信息学应用程序（Phanns）1以及经典的MNIST基准2。最后，我们的分析认为，事后校准应始终执行，应仅基于测试数据集，并且应在视觉上进行理智检查。
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普通交叉验证（CV）等方法，如k倍交叉验证或Monte-Carlo交叉验证估计学习者的预测性能，通过重复在给定数据的大部分数据和对剩余数据上测试的大部分中进行训练。这些技术有两个主要缺点。首先，它们可以在大型数据集上不必要地慢。其次，除了估计最终性能之外，它们几乎没有进入验证算法的学习过程中的见解。在本文中，我们提出了一种基于学习曲线（LCCV）的验证的新方法。 LCCV迭代地增加用于训练的实例数量而不是创建火车测试分裂。在模型选择的背景下，它丢弃了不太可能成为竞争的模型。我们在从自动化基准测试的67个数据集上运行大规模的实验，并经验显示使用LCCV超过90％的案例，导致使用5/10倍的CV相似的性能（最多1.5％）。然而，它平均产生超过20％的大量运行时间减少。此外，它提供了重要的见解，例如允许评估获取更多数据的益处。这些结果与Automl领域的其他进步正交。
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超参数优化构成了典型的现代机器学习工作流程的很大一部分。这是由于这样一个事实，即机器学习方法和相应的预处理步骤通常只有在正确调整超参数时就会产生最佳性能。但是在许多应用中，我们不仅有兴趣仅仅为了预测精度而优化ML管道；确定最佳配置时，必须考虑其他指标或约束，从而导致多目标优化问题。由于缺乏知识和用于多目标超参数优化的知识和容易获得的软件实现，因此通常在实践中被忽略。在这项工作中，我们向读者介绍了多个客观超参数优化的基础知识，并激励其在应用ML中的实用性。此外，我们从进化算法和贝叶斯优化的领域提供了现有优化策略的广泛调查。我们说明了MOO在几个特定ML应用中的实用性，考虑了诸如操作条件，预测时间，稀疏，公平，可解释性和鲁棒性之类的目标。
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培训和评估机器学习模型的迭代是提高其性能的重要过程。但是，尽管可教学的接口使盲人用户能够在其独特的环境中拍摄的照片训练和测试对象识别器，但训练迭代和评估步骤的可访问性很少受到关注。迭代假设训练照片的目视检查，对于盲人用户来说是无法访问的。我们通过MyCam探索了这一挑战，Mycam是一个移动应用程序，该应用程序合并了自动估计的描述符，以在用户培训集中对照片进行非视觉访问。我们探索盲人参与者（n = 12）如何通过他们的家中的评估研究与mycam和描述符相互作用。我们证明，实时照片级描述符使盲人用户能够用裁剪的对象减少照片，并且参与者可以通过迭代并访问其训练集的质量来增加更多的变化。此外，参与者发现该应用程序易于使用，表明他们可以有效地训练它，并且描述符很有用。但是，主观反应并未反映在其模型的性能中，部分原因是训练和混乱背景的变化很小。
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布局分析（LA）阶段对光学音乐识别（OMR）系统的正确性能至关重要。它标识了感兴趣的区域，例如Staves或歌词，然后必须处理，以便转录它们的内容。尽管存在基于深度学习的现代方法，但在不同模型的精度，它们对不同领域的概括或更重要的是，它们尚未开展对OMR的详尽研究，或者更重要的是，它们对后续阶段的影响管道。这项工作侧重于通过对不同神经结构，音乐文档类型和评估方案的实验研究填补文献中的这种差距。培训数据的需求也导致了一种新的半合成数据生成技术的提议，这使得LA方法在真实情况下能够有效适用性。我们的结果表明：（i）该模型的选择及其性能对于整个转录过程至关重要; （ii）（ii）常用于评估LA阶段的指标并不总是与OMR系统的最终性能相关，并且（iii）所提出的数据生成技术使最先进的结果能够以有限的限制实现标记数据集。
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通过流行和通用的计算机视觉挑战来判断，如想象成或帕斯卡VOC，神经网络已经证明是在识别任务中特别准确。然而，最先进的准确性通常以高计算价格出现，需要硬件加速来实现实时性能，而使用案例（例如智能城市）需要实时分析固定摄像机的图像。由于网络带宽的数量，这些流将生成，我们不能依赖于卸载计算到集中云。因此，预期分布式边缘云将在本地处理图像。但是，边缘是由性质资源约束的，这给了可以执行的计算复杂性限制。然而，需要边缘与准确的实时视频分析之间的会面点。专用轻量级型号在每相机基础上可能有所帮助，但由于相机的数量增长，除非该过程是自动的，否则它很快就会变得不可行。在本文中，我们展示并评估COVA（上下文优化的视频分析），这是一个框架，可以帮助在边缘相机中自动专用模型专业化。 COVA通过专业化自动提高轻质模型的准确性。此外，我们讨论和审查过程中涉及的每个步骤，以了解每个人所带来的不同权衡。此外，我们展示了静态相机的唯一假设如何使我们能够制定一系列考虑因素，这大大简化了问题的范围。最后，实验表明，最先进的模型，即能够概括到看不见的环境，可以有效地用作教师以以恒定的计算成本提高较小网络的教师，提高精度。结果表明，我们的COVA可以平均提高预先训练的型号的准确性，平均为21％。
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该贡献的重点是摄像机模拟，因为它在模拟其虚拟原型制作时会发挥作用。我们根据感知算法的性能和测量性能的上下文提出了相机模型验证方法。这种方法与传统的合成图像验证不同，合成图像通常是在像素或特征级别进行的，并且倾向于需要匹配的一对合成图像和真实图像。由于获取配对图像的成本和限制很高，因此提出的方法基于不一定是配对的数据集。在真实和模拟数据集中，A和B分别在统计上找到了类似内容和法官的子集AC和BC子集AC和BC，从统计学上讲，感知算法对这些相似子集的响应。这种验证方法获得了性能相似性的统计度量，以及A和B的内容之间的相似性度量，使用Chrono ::传感器生成的图像和缩放自动驾驶汽车，使用对象检测器作为对象检测器作为量表来证明该方法。感知算法。结果证明了量化模拟和真实数据之间（i）差异的能力； （ii）减轻SIM到真实差距的训练方法的倾向； （iii）两个数据集之间的上下文重叠。
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