已经开发出大量深度神经网络的技术来解决面部呈现攻击检测（焊盘）的具有挑战性问题。然而，这种技术的重点是在分类准确性方面提高了PAD性能，而对看不见的攻击和环境条件的鲁棒性，则对垫预测的解释性有所关注。在本文中，我们通过自然语言解决解释垫预测的问题。我们的方法将深层层模型的特征表示传递给语言模型，以生成描述垫预测后面的推理的文本。由于我们研究中的注释数据量有限，我们将轻量级LSTM网络应用为我们的自然语言生成模型。我们调查生成的解释的质量如何受到不同损失函数的影响，包括常用的字样跨熵损失，句子歧视性损失和句子语义损失。我们使用由1,105个BONA-FIDE和924个演示攻击样本组成的数据集的面部图像来执行我们的实验。我们的定量和定性结果表明了我们的模型通过文本生成适当的焊盘解释以及句子损失的力量。据我们所知，这是第一次引入联合生物识别-NLP任务。我们的数据集可以通过我们的GitHub页面获取。

深度学习的显着成功引起了人们对医学成像诊断的应用的兴趣。尽管最新的深度学习模型在分类不同类型的医学数据方面已经达到了人类水平的准确性，但这些模型在临床工作流程中几乎不采用，这主要是由于缺乏解释性。深度学习模型的黑盒子性提出了制定策略来解释这些模型的决策过程的必要性，从而导致了可解释的人工智能（XAI）主题的创建。在这种情况下，我们对应用于医学成像诊断的XAI进行了详尽的调查，包括视觉，基于示例和基于概念的解释方法。此外，这项工作回顾了现有的医学成像数据集和现有的指标，以评估解释的质量。此外，我们还包括一组基于报告生成的方法的性能比较。最后，还讨论了将XAI应用于医学成像以及有关该主题的未来研究指示的主要挑战。

连接视觉和语言在生成智能中起着重要作用。因此，已经致力于图像标题的大型研究工作，即用句法和语义有意义的句子描述图像。从2015年开始，该任务通常通过由Visual Encoder组成的管道和文本生成的语言模型来解决任务。在这些年来，两种组件通过对象区域，属性，介绍多模态连接，完全关注方法和伯特早期融合策略的利用而显着发展。但是，无论令人印象深刻的结果，图像标题的研究还没有达到结论性答案。这项工作旨在提供图像标题方法的全面概述，从视觉编码和文本生成到培训策略，数据集和评估度量。在这方面，我们量化地比较了许多相关的最先进的方法来确定架构和培训策略中最有影响力的技术创新。此外，讨论了问题的许多变体及其开放挑战。这项工作的最终目标是作为理解现有文献的工具，并突出显示计算机视觉和自然语言处理的研究领域的未来方向可以找到最佳的协同作用。

自动音频字幕是一项跨模式翻译任务，旨在为给定的音频剪辑生成自然语言描述。近年来，随着免费可用数据集的发布，该任务受到了越来越多的关注。该问题主要通过深度学习技术解决。已经提出了许多方法，例如研究不同的神经网络架构，利用辅助信息，例如关键字或句子信息来指导字幕生成，并采用了不同的培训策略，这些策略极大地促进了该领域的发展。在本文中，我们对自动音频字幕的已发表贡献进行了全面综述，从各种现有方法到评估指标和数据集。我们还讨论了公开挑战，并设想可能的未来研究方向。

每年医生对患者的基于形象的诊断需求越来越大，是最近的人工智能方法可以解决的问题。在这种情况下，我们在医学图像的自动报告领域进行了调查，重点是使用深神经网络的方法，了解：（1）数据集，（2）架构设计，（3）解释性和（4）评估指标。我们的调查确定了有趣的发展，也是留下挑战。其中，目前对生成的报告的评估尤为薄弱，因为它主要依赖于传统的自然语言处理（NLP）指标，这不准确地捕获医疗正确性。

能够分析和量化人体或行为特征的系统（称为生物识别系统）正在使用和应用变异性增长。由于其从手工制作的功能和传统的机器学习转变为深度学习和自动特征提取，因此生物识别系统的性能增加到了出色的价值。尽管如此，这种快速进步的成本仍然尚不清楚。由于其不透明度，深层神经网络很难理解和分析，因此，由错误动机动机动机的隐藏能力或决定是潜在的风险。研究人员已经开始将注意力集中在理解深度神经网络及其预测的解释上。在本文中，我们根据47篇论文的研究提供了可解释生物识别技术的当前状态，并全面讨论了该领域的发展方向。

对象通常与多个属性相关联，这些属性通常显示出很高的相关性。建模属性之间的复杂关系为多属性学习带来了巨大的挑战。本文提出了一个名为label2label的简单而通用的框架，以利用复杂的属性相关性。 Label2Label是从语言建模的角度来进行多属性预测的首次尝试。具体而言，它将每个属性标签视为描述样本的“单词”。当每个样本带有多个属性标签注释时，这些“单词”自然会形成无序但有意义的“句子”，该句子描述了相应样本的语义信息。受到NLP预训练语言模型的显着成功的启发，Label2Label引入了图像条件的掩盖语言模型，该模型随机掩盖了标签“句子”中的一些“单词”令牌，并旨在基于“蒙版”恢复它们。句子和图像特征传达的上下文。我们的直觉是，如果神经网可以根据上下文和其余属性提示推断丢失的属性，那么实例的属性关系就会得到很好的掌握。 Label2Label在概念上是简单且经验强大的。与高度自定义的特定领域方法相比，我们的方法在不融合特定于任务的先验知识和高度专业的网络设计的情况下，在三个不同的多属性学习任务上获得了最新的结果。代码可从https://github.com/li-wanhua/label2label获得。

As the societal impact of Deep Neural Networks (DNNs) grows, the goals for advancing DNNs become more complex and diverse, ranging from improving a conventional model accuracy metric to infusing advanced human virtues such as fairness, accountability, transparency (FaccT), and unbiasedness. Recently, techniques in Explainable Artificial Intelligence (XAI) are attracting considerable attention, and have tremendously helped Machine Learning (ML) engineers in understanding AI models. However, at the same time, we started to witness the emerging need beyond XAI among AI communities; based on the insights learned from XAI, how can we better empower ML engineers in steering their DNNs so that the model's reasonableness and performance can be improved as intended? This article provides a timely and extensive literature overview of the field Explanation-Guided Learning (EGL), a domain of techniques that steer the DNNs' reasoning process by adding regularization, supervision, or intervention on model explanations. In doing so, we first provide a formal definition of EGL and its general learning paradigm. Secondly, an overview of the key factors for EGL evaluation, as well as summarization and categorization of existing evaluation procedures and metrics for EGL are provided. Finally, the current and potential future application areas and directions of EGL are discussed, and an extensive experimental study is presented aiming at providing comprehensive comparative studies among existing EGL models in various popular application domains, such as Computer Vision (CV) and Natural Language Processing (NLP) domains.

尽管深度神经网络（DNNS）具有很大的概括和预测能力，但它们的功能不允许对其行为进行详细的解释。不透明的深度学习模型越来越多地用于在关键环境中做出重要的预测，而危险在于，它们做出和使用不能合理或合法化的预测。已经出现了几种可解释的人工智能（XAI）方法，这些方法与机器学习模型分开了，但对模型的实际功能和鲁棒性具有忠诚的缺点。结果，就具有解释能力的深度学习模型的重要性达成了广泛的协议，因此他们自己可以为为什么做出特定的预测提供答案。首先，我们通过形式化解释是什么是缺乏XAI的普遍标准的问题。我们还引入了一组公理和定义，以从数学角度阐明XAI。最后，我们提出了Greybox XAI，该框架由于使用了符号知识库（KB）而构成DNN和透明模型。我们从数据集中提取KB，并使用它来训练透明模型（即逻辑回归）。在RGB图像上训练了编码器 - 编码器架构，以产生类似于透明模型使用的KB的输出。一旦两个模型被独立训练，它们就会在组合上使用以形成可解释的预测模型。我们展示了这种新体系结构在几个数据集中如何准确且可解释的。

减少源和目标域之间的表示形式差异是最大化模型概括的关键组件。在这项工作中，我们倡导利用自然语言监督域的概括任务。我们将两个模块介绍给地面视觉表示，其中包含人类典型推理的文本：（1）视觉和文本关节嵌入器以及（2）文本解释发生器。前者学习图像文本的关节嵌入空间，我们可以将高级类别歧视性信息接地到模型中。后者利用了一个可解释的模型，并生成了解释，证明其决定背后的理由是合理的。据我们所知，这是为域泛化任务利用视觉和语言跨模式方法的第一项工作。我们使用新创建的CUB-DG基准数据集进行的实验表明，可以成功地将跨模式监督用于接地域不变的视觉表示并改善模型的概括。此外，在大规模域基准测试中，我们提出的方法可实现最先进的结果，并在五个多域数据集的平均性能中排名第一。数据集和代码可在https://github.com/mswzeus/gvrt上找到。

Post-hoc analysis is a popular category in eXplainable artificial intelligence (XAI) study. In particular, methods that generate heatmaps have been used to explain the deep neural network (DNN), a black-box model. Heatmaps can be appealing due to the intuitive and visual ways to understand them but assessing their qualities might not be straightforward. Different ways to assess heatmaps' quality have their own merits and shortcomings. This paper introduces a synthetic dataset that can be generated adhoc along with the ground-truth heatmaps for more objective quantitative assessment. Each sample data is an image of a cell with easily recognized features that are distinguished from localization ground-truth mask, hence facilitating a more transparent assessment of different XAI methods. Comparison and recommendations are made, shortcomings are clarified along with suggestions for future research directions to handle the finer details of select post-hoc analysis methods. Furthermore, mabCAM is introduced as the heatmap generation method compatible with our ground-truth heatmaps. The framework is easily generalizable and uses only standard deep learning components.

Deep Learning and Machine Learning based models have become extremely popular in text processing and information retrieval. However, the non-linear structures present inside the networks make these models largely inscrutable. A significant body of research has focused on increasing the transparency of these models. This article provides a broad overview of research on the explainability and interpretability of natural language processing and information retrieval methods. More specifically, we survey approaches that have been applied to explain word embeddings, sequence modeling, attention modules, transformers, BERT, and document ranking. The concluding section suggests some possible directions for future research on this topic.

Automatically generating a natural language description of an image has attracted interests recently both because of its importance in practical applications and because it connects two major artificial intelligence fields: computer vision and natural language processing. Existing approaches are either top-down, which start from a gist of an image and convert it into words, or bottom-up, which come up with words describing various aspects of an image and then combine them. In this paper, we propose a new algorithm that combines both approaches through a model of semantic attention. Our algorithm learns to selectively attend to semantic concept proposals and fuse them into hidden states and outputs of recurrent neural networks.The selection and fusion form a feedback connecting the top-down and bottom-up computation. We evaluate our algorithm on two public benchmarks: Microsoft COCO and Flickr30K. Experimental results show that our algorithm significantly outperforms the state-of-the-art approaches consistently across different evaluation metrics.

近年来，可解释的人工智能（XAI）已成为一个非常适合的框架，可以生成人类对“黑盒”模型的可理解解释。在本文中，一种新颖的XAI视觉解释算法称为相似性差异和唯一性（SIDU）方法，该方法可以有效地定位负责预测的整个对象区域。通过各种计算和人类主题实验分析了SIDU算法的鲁棒性和有效性。特别是，使用三种不同类型的评估（应用，人类和功能地面）评估SIDU算法以证明其出色的性能。在对“黑匣子”模型的对抗性攻击的情况下，进一步研究了Sidu的鲁棒性，以更好地了解其性能。我们的代码可在：https：//github.com/satyamahesh84/sidu_xai_code上找到。

尽管有无数的同伴审查的论文，证明了新颖的人工智能（AI）基于大流行期间的Covid-19挑战的解决方案，但很少有临床影响。人工智能在Covid-19大流行期间的影响因缺乏模型透明度而受到极大的限制。这种系统审查考察了在大流行期间使用可解释的人工智能（Xai）以及如何使用它可以克服现实世界成功的障碍。我们发现，Xai的成功使用可以提高模型性能，灌输信任在最终用户，并提供影响用户决策所需的值。我们将读者介绍给常见的XAI技术，其实用程序以及其应用程序的具体例子。 XAI结果的评估还讨论了最大化AI的临床决策支持系统的价值的重要步骤。我们说明了Xai的古典，现代和潜在的未来趋势，以阐明新颖的XAI技术的演变。最后，我们在最近出版物支持的实验设计过程中提供了建议的清单。潜在解决方案的具体示例也解决了AI解决方案期间的共同挑战。我们希望本次审查可以作为提高未来基于AI的解决方案的临床影响的指导。

自动在自然语言中自动生成图像的描述称为图像字幕。这是一个积极的研究主题，位于人工智能，计算机视觉和自然语言处理中两个主要领域的交集。图像字幕是图像理解中的重要挑战之一，因为它不仅需要识别图像中的显着对象，还需要其属性及其相互作用的方式。然后，系统必须生成句法和语义上正确的标题，该标题描述了自然语言的图像内容。鉴于深度学习模型的重大进展及其有效编码大量图像并生成正确句子的能力，最近已经提出了几种基于神经的字幕方法，每种方法都试图达到更好的准确性和标题质量。本文介绍了一个基于编码器的图像字幕系统，其中编码器使用以RESNET-101作为骨干为骨干来提取图像中每个区域的空间和全局特征。此阶段之后是一个精致的模型，该模型使用注意力进行注意的机制来提取目标图像对象的视觉特征，然后确定其相互作用。解码器由一个基于注意力的复发模块和一个反思性注意模块组成，该模块会协作地将注意力应用于视觉和文本特征，以增强解码器对长期顺序依赖性建模的能力。在两个基准数据集（MSCOCO和FLICKR30K）上进行的广泛实验显示了提出的方法和生成的字幕的高质量。

当前的自动驾驶汽车技术主要集中于将乘客从A点带到B。但是，已经证明乘客害怕乘坐自动驾驶汽车。减轻此问题的一种方法是允许乘客给汽车提供自然语言命令。但是，汽车可能会误解发布的命令或视觉环境，这可能导致不确定的情况。希望自动驾驶汽车检测到这些情况并与乘客互动以解决它们。本文提出了一个模型，该模型检测到命令时不确定的情况并找到引起该命令的视觉对象。可选地，包括描述不确定对象的系统生成的问题。我们认为，如果汽车可以以人类的方式解释这些物体，乘客就可以对汽车能力获得更多信心。因此，我们研究了如何（1）检测不确定的情况及其根本原因，以及（2）如何为乘客产生澄清的问题。在对Talk2CAR数据集进行评估时，我们表明所提出的模型\ acrfull {pipeline}，改善\ gls {m：模棱两可 - absolute-Increse}，与$ iou _ {.5} $相比，与不使用\ gls {pipeline {pipeline {pipeline { }。此外，我们设计了一个引用表达生成器（reg）\ acrfull {reg_model}量身定制的自动驾驶汽车设置，该设置可产生\ gls {m：流星伴侣} Meteor的相对改进，\ gls \ gls {m：rouge felative}}与最先进的REG模型相比，Rouge-L的速度快三倍。

Diabetic Retinopathy (DR) is a leading cause of vision loss in the world, and early DR detection is necessary to prevent vision loss and support an appropriate treatment. In this work, we leverage interactive machine learning and introduce a joint learning framework, termed DRG-Net, to effectively learn both disease grading and multi-lesion segmentation. Our DRG-Net consists of two modules: (i) DRG-AI-System to classify DR Grading, localize lesion areas, and provide visual explanations; (ii) DRG-Expert-Interaction to receive feedback from user-expert and improve the DRG-AI-System. To deal with sparse data, we utilize transfer learning mechanisms to extract invariant feature representations by using Wasserstein distance and adversarial learning-based entropy minimization. Besides, we propose a novel attention strategy at both low- and high-level features to automatically select the most significant lesion information and provide explainable properties. In terms of human interaction, we further develop DRG-Net as a tool that enables expert users to correct the system's predictions, which may then be used to update the system as a whole. Moreover, thanks to the attention mechanism and loss functions constraint between lesion features and classification features, our approach can be robust given a certain level of noise in the feedback of users. We have benchmarked DRG-Net on the two largest DR datasets, i.e., IDRID and FGADR, and compared it to various state-of-the-art deep learning networks. In addition to outperforming other SOTA approaches, DRG-Net is effectively updated using user feedback, even in a weakly-supervised manner.

最近，几种方法探索了视频中对象的检测和分类，以便以显着的结果执行零射击动作识别。在这些方法中，类对象关系用于将视觉模式与语义侧信息相关联，因为这些关系也倾向于出现在文本中。因此，Word Vector方法将在其潜在的陈述中反映它们。灵感来自这些方法，并通过视频字幕来描述不仅具有一组对象但具有上下文信息的事件的能力，我们提出了一种方法，其中录像模型称为观察者，提供不同和互补的描述性句子。我们证明，在ZSAR中，代表具有描述性句子的视频而不是深度特征是可行的，并且自然而然地减轻了域适应问题，因为我们在UCF101数据集中达到了最先进的（SOTA）性能，并且在HMDB51上竞争性能他们的训练集。我们还展示了Word Vectors不适合构建我们描述的语义嵌入空间。因此，我们建议用从互联网上获取的搜索引擎获取的文档提取的句子代表课程，而没有任何人类评估描述的描述。最后，我们构建了在多个文本数据集上预先培训的基于BERT的eMbedder的共享语义空间。我们表明，这种预训练对于弥合语义差距至关重要。对于这两种类型的信息，视觉和语义，对此空间的投影很简单，因为它们是句子，使得在此共享空间中的最近邻居规则能够分类。我们的代码可在https://github.com/valterlej/zsarcap上找到。

图像标题是自动生成句子的任务，以最好的方式生成描述输入图像。最近用于自动生成图像标题的最成功的技术最近使用了细心的深度学习模型。设计了深入学习模型的设计方式有变化。在本调查中，我们为图像标题的细心深度学习模型提供了相关的文献述评。而不是对深度图像标题模型的所有先前工作进行全面审查，我们解释了用于深度学习模型中的图像标题任务的各种类型的注意机制。用于图像标题的最成功的深度学习模型遵循编码器解码器架构，尽管这些模型采用注意机制的方式存在差异。通过分析图像标题的不同细节深层模型的性能结果，我们的目标是在图像标题中找到深度模型中最成功的注意机制。柔软的关注，自下而上的关注和多主题是一种广泛应用于图像标题的最先进的深度学习模型的关注机构的类型。在当前时，最佳结果是从多针关注的变体实现的，以自下而上的关注。