No description available.

Autonomous driving is a rapidly changing industry and has recently become a heavily focused research topic for vehicle producing companies and research organizations. These autonomous vehicles are typically equipped with sensors such as Light Detection and Radar (LiDAR) in order to perceive their surroundings. The problem of detecting and classifying surrounding objects from the sensor data can be solved using different types of algorithms. Recently, machine learning solutions have been investigated. One problem with the machine learning approach is that the models usually require a substantial amount of labeled data, and labeling LiDAR data is a time-consuming process. A promising solution to this problem is utilizing Domain Adaptation (DA) methods. The DA methods can use labeled camera data, which are easier to label, in conjunction with unlabeled LiDAR data to improve the performance of machine learning models on LiDAR data. This thesis investigates and compares different DA methods that can be used for classification of LiDAR data. In this thesis, two image classification datasets with data of humans and vehicles were created. One dataset contains camera images, and the other dataset contains LiDAR intensity images. The datasets were used to train and test three methods: (1) a baseline method, which simply uses labeled camera images to train a model. (2) Correlation Alignment (CORAL), a DA method that aligns the covariance of camera features towards LiDAR features. (3) Deep Adaptation Network (DAN), a DA method that includes a maximum mean discrepancy computation between camera and LiDAR features within the objective function of the model. These methods were then evaluated based on the resulting confusion matrices, accuracy, recall, precision and F1-score on LiDAR data. The results showed that DAN was the best out of the three methods, reaching an accuracy of 87% while the baseline and CORAL only measured at 65% and 73%, respectively. The strong performance of DAN showed that there is potential for using DA methods within the field of autonomous vehicles. / Industrin för självkörande fordon är snabbt förändlig och har under de senaste åren fått ett enormt fokus från biltillverkare och forskningsorganisationer. De självkörande fordonen är oftast utrustade med sensorer som Light Detection and Radar (LiDAR) för att hjälpa fordonen förstå omgivningen. Klassificering och identifiering av omgivande objekt är ett problem som kan lösas med hjälp av olika slags algoritmer. Nyligen har lösningar som utnyttjar maskininlärning undersökts. Ett problem med dessa lösningar är att modellerna oftast kräver en enorm mängd annoterad data, och att annotera LiDAR-data är en kostsam process. En lösning till detta problem är att utnyttja metoder inom Domain Adaptation (DA). DA metoder kan utnyttja både annoterad kameradata samt oannoterad LiDAR-data för att förbättra modellernas prestanda på LiDAR-data. Den här avhandlingen undersöker och jämför olika metoder inom DA som kan användas för att klassificera LiDAR-data. I det här arbetet skapades två dataset som består av data från människor och fordon. Det ena datasettet innehöll kamerabilder och det andra innehöll LiDAR-intensitetsbilder. Dessa dataset användes för att träna och testa tre olika metoder: (1) en baselinemetod, som endast använde annoterade kamerabilder för att träna en modell. (2) Correlation Alignment (CORAL), en metod inom DA som justerar kovariansen hos kamerafeatures mot kovariansen hos LiDAR-features. (3) Deep Adaptation Network (DAN), en metod inom DA som lägger till en uträkning av maximum mean discrepancy mellan kamerafeatures och LiDAR-features i modellens optimeringskriterie. Metoderna bedömdes sedan beroende på deras förvirringsmatriser, träffsäkerhet, precision, täckning och F1-träffsäkerhet på LiDAR-data. Resultaten avslöjade att DAN presterade bäst av de tre metoderna och uppnåde 87% träffsäkerhet medan baselinemetoden och CORAL bara uppnådde 65% respektive 73%. DANs imponerande prestation visade att det finns potential för att använda metoder inom DA för självkörande fordon.

Dealing with low-resource languages is a challenging task, because of the absence of sufficient data to train machine-learning models to make predictions on these languages. One way to deal with this problem is to use data from higher-resource languages, which enables the transfer of learning from these languages to the low-resource target ones. The present study focuses on dependency parsing and part-of-speech tagging of low-resource languages belonging to the spoken genre, i.e., languages whose treebank data is transcribed speech. These are the following: Beja, Chukchi, Komi-Zyrian, Frisian-Dutch, and Cantonese. Our approach involves investigating different types of transfer languages, employing MACHAMP, a state-of-the-art parser and tagger that uses contextualized word embeddings, mBERT, and XLM-R in particular. The main idea is to explore how the genre, the language similarity, none of the two, or the combination of those affect the model performance in the aforementioned downstream tasks for our selected target treebanks. Our findings suggest that in order to capture speech-specific dependency relations, we need to incorporate at least a few genre-matching source data, while language similarity-matching source data are a better candidate when the task at hand is part-of-speech tagging. We also explore the impact of multi-task learning in one of our proposed methods, but we observe minor differences in the model performance.

No description available.

A high quality and large scale training data-set is an important guarantee to teach an ideal classifier for image classification. Manually constructing a training data- set  with  appropriate  labels  is  an  expensive  and  time  consuming  task.    Active learning techniques have been used to improved the existing models by reducing the  number  of  required  annotations.    The  present  work  aims  to  investigate the  way  to  build  a  model  for  identifying  and  utilizing  potential  informative and  representativeness  unlabeled  samples.    To  this  end,  two  approaches  for deep image classification using active learning are proposed, implemented and evaluated.  The two versions of active leaning for deep image classification differ in  the  input  space  exploration  so  as  to  investigate  how  classifier  performance varies  when  automatic  labelization  on  the  high  confidence  unlabeled  samples is  performed.    Active  learning  heuristics  based  on  uncertainty  measurements on low confidence predicted samples,  a pseudo-labelization technique to boost active  learning  by  reducing  the  number  of  human  interactions  and  knowledge transferring  form  pre-trained  models,  are  proposed  and  combined  into  our methodology.  The experimental results on two benchmark image classification data-sets  verify  the  effectiveness  of  the  proposed  methodology.    In  addition, a  new  pool-based  active  learning  query  strategy  is  proposed.     Dealing  with retraining-based algorithms we define a ”forgetting event” to have occurred when an  individual  training  example  transitions  the  maximum  predicted  probability class over the course of retraining. We integrated the new approach with the semi- supervised learning method in order to tackle the above challenges and observedgood performance against existing methods. / En  högkvalitativ  och  storskalig  träningsdataset  är  en  viktig  garanti  för  att  bli en  idealisk  klassificerare  för  bildklassificering.     Att  manuellt  konstruera  en träningsdatasats  med  lämpliga  etiketter  är  en  dyr  och  tidskrävande  uppgift. Aktiv  inlärningstekniker  har  använts  för  att  förbättra  de  befintliga  modellerna genom att minska antalet nödvändiga annoteringar. Det nuvarande arbetet syftar till  att  undersöka  sättet  att  bygga  en  modell  för  att  identifiera  och  använda potentiella informativa och representativa omärkta prover.   För detta ändamål föreslås, genomförs och genomförs två metoder för djup bildklassificering med aktivt  lärande  utvärderas.      De  två  versionerna  av  aktivt  lärande  för  djup bildklassificering  skiljer  sig  åt  i  undersökningen  av  ingångsutrymmet  för  att undersöka hur klassificeringsprestanda varierar när automatisk märkning på de omärkta  proverna  med  hög  konfidens  utförs.   Aktiv  lärande  heuristik  baserad på  osäkerhetsmätningar  på  förutsagda  prover  med  låg  konfidens,  en  pseudo- märkningsteknik för att öka aktivt lärande genom att minska antalet mänskliga interaktioner  och  kunskapsöverföring  av  förutbildade  modeller,  föreslås  och kombineras   i   vår   metod.      Experimentella   resultat   på   två   riktmärken   för bildklassificering datauppsättningar verifierar effektiviteten hos den föreslagna metodiken.   Dessutom föreslås en ny poolbaserad aktiv inlärningsfrågestrategi. När  vi  använder  omskolningsbaserade  algoritmer  definierar  vi  en  ”glömmer händelse” som skulle ha inträffat när ett individuellt träningsexempel överskrider den maximala förutsagda sannolikhetsklassen under omskolningsprocessen.  Vi integrerade den nya metoden med den semi-övervakad inlärning för att hanteraovanstående utmaningar och observeras bra prestanda mot befintliga metoder.

In this paper an analysis is conducted regarding whether a higher classification accuracy of facial expressions are possible. The approach used is that the seven basic emotional states are combined into a binary classification problem. Five different machine learning algorithms are implemented: Support vector machines, Extreme learning Machine and three different Convolutional Neural Networks (CNN). The utilized CNN:S were one conventional, one based on VGG16 and transfer learning and one based on residual theory known as RESNET50. The experiment was conducted on two datasets, one small containing no contamination called JAFFE and one big containing contamination called FER2013. The highest accuracy was achieved with the CNN:s where RESNET50 had the highest classification accuracy. When comparing the classification accuracy with the state of the art accuracy an improvement of around 0.09 was achieved on the FER2013 dataset. This dataset does however include some ambiguities regarding what facial expression is shown. It would henceforth be of interest to conduct an experiment where humans classify the facial expressions in the dataset in order to achieve a benchmark.

Machine learning has seen a rapid progress the last couple of decades, with more and more powerful neural network models continuously being presented. These neural networks require large amounts of data to train them. Labelled data is especially in great demand, but due to the time consuming and costly nature of data labelling, there exists a scarcity for labelled data, whereas there usually is an abundance of unlabelled data. In some cases, data from a certain distribution, or domain, is labelled, whereas the data we actually want to optimise our model on is unlabelled and from another domain. This falls under the umbrella of domain adaptation and the purpose of this thesis is to train a network using domain-adversarial training on eye image datasets consisting of a labelled source domain and an unlabelled target domain, with the goal of performing well on target data, i.e., overcoming the domain gap. This was done on two different datasets: a proprietary dataset from Tobii with real images and the public U2Eyes dataset with synthetic data. When comparing domain-adversarial training to a baseline model trained conventionally on source data and a oracle model trained conventionally on target data, the proposed DAT-ResNet model outperformed the baseline on both datasets. For the Tobii dataset, DAT-ResNet improved the Huber loss by 22.9% and the Intersection over Union (IoU) by 7.6%, and for the U2Eyes dataset, DAT-ResNet improved the Huber loss by 67.4% and the IoU by 37.6%. Furthermore, the IoU measures were extended to also include the portion of predicted ellipsis with no intersection with the corresponding ground truth ellipsis – referred to as zero-IoUs. By this metric, the proposed model improves the percentage of zero-IoUs by 34.9% on the Tobii dataset and by 90.7% on the U2Eyes dataset. / Maskininlärning har sett en snabb utveckling de senaste decennierna med mer och mer kraftfulla neurala nätverk-modeller presenterades kontinuerligt. Dessa neurala nätverk kräver stora mängder data för att tränas. Data med etiketter är det framförallt stor efterfrågan på, men på grund av det är tidskrävande och kostsamt att etikettera data så finns det en brist på sådan data medan det ofta finns ett överflöd av data utan etiketter. I vissa fall så är data från en viss fördelning, eller domän, etiketterad, medan datan som vi faktiskt vill optimera vår modell efter saknar etiketter och är från en annan domän. Det här faller under området domänadaptering och målet med det här arbetet är att träna ett nätverk genom att använda domänmoststående träning på dataset med ögonbilder som har en källdomän med etiketter och en måldomän utan etiketter, där målet är att prestera bra på data från måldomänen, i.e., att lösa ett domänadapteringsproblem. Det här gjordes på två olika dataset: ett dataset som ägs av Tobii med riktiga ögonbilder och det offentliga datasetet U2Eyes med syntetiska bilder. När domänadapteringsmodellen jämförs med en basmodell tränad konventionellt på källdata och en orakelmodell tränad konventionellt på måldata, så utklassar den presenterade DAT-ResNet-modellen basmodellen på båda dataseten. På Tobii-datasetet så förbättrade DAT-ResNet förlusten med 22.9% och Intersection over Union (IoU):n med 7.6%, och på U2Eyes-datasetet, förbättrade DAT-ResNet förlusten med 67.4% och IoU:n med 37.6%. Dessutom så utökades IoU-måtten till att också innefatta andelen av förutspådda ellipser utan något överlapp med tillhörande grundsanningsellipser – refererat till som noll-IoU:er. Enligt detta mått så förbättrar den föreslagna modellen noll-IoU:erna med 34.9% på Tobii-datasetet och 90.7% på U2Eyes-datasetet.

In recent years, deep learning has been widely used in industry to solve many complex problems such as condition monitoring and fault diagnosis. Powertrain condition monitoring is one of the most vital and complicated problems in the automation industry since the condition of the drive affects its health, performance, and reliability. Traditional methods based on thermal modeling require expertise in drive geometry, heat transfer, and system identification. Although the data-driven deep learning methods could avoid physical modeling, they commonly face another predicament: models trained and tested on the same dataset cannot be applied to other different situations. In real applications, where the monitoring devices are different and the working environment changes constantly, poor model generalization will lead to unreliable predictions. Transfer learning, which adapts the model from the source domain to the target domain, can improve model generalization and enhance the reliability and accuracy of the predictions in real-world scenarios. This thesis investigates the applicability of mainstream transfer learning approaches in the context of drive condition monitoring using multiple datasets with different probability distributions. Through the comparison and discussion of models and results, the scope of their application, as well as their advantages and disadvantages are expounded. Finally, it is concluded that in the drive condition monitoring under the industrial background, the target domain data has enough labels, and it is not necessary to maintain the performance of the model in the source domain. In this case, fine-tuning based on the model trained in the source domain is the best method for this scenario. / Under de senaste åren har djupinlärning använts i stor utsträckning inom industrin för att lösa många komplexa problem såsom tillståndsövervakning och feldiagnos. Övervakning av drivlinans tillstånd är ett av de viktigaste och mest komplicerade problemen inom automationsindustrin eftersom driftens tillstånd påverkar dess hälsa, prestanda och tillförlitlighet. Traditionella metoder baserade på termisk modellering kräver expertis inom drivgeometri, värmeöverföring och systemidentifiering. Även om de datadrivna djupinlärningsmetoderna skulle kunna undvika fysisk modellering står de ofta inför en annan situation: modeller som tränats och testats på samma datauppsättning kan inte tillämpas på andra situationer. I verkliga applikationer, där övervakningsenheterna är olika och arbetsmiljön förändras ständigt, kommer dålig modellgeneralisering att leda till opålitliga förutsägelser. Transfer learning, som anpassar modellen från källdomänen till måldomänen, kan förbättra modellgeneraliseringen och öka tillförlitligheten och noggrannheten i förutsägelserna i verkliga scenarier. Denna avhandling undersöker tillämpligheten av traditionella överföringsinlärningsmetoder i samband med övervakning av drivtillstånd med hjälp av flera datauppsättningar med olika sannolikhetsfördelningar. Genom jämförelse och diskussion av modeller och resultat förklaras omfattningen av deras tillämpning, liksom deras fördelar och nackdelar. Slutligen dras slutsatsen att måldomändata vid övervakning av drivtillståndet under industriell bakgrund har tillräckligt med etiketter och att det inte är nödvändigt att upprätthålla modellens prestanda inom källdomänen. I det här fallet är finjustering baserad på modellen utbildad i källdomänen den bästa metoden för detta scenario. / Viime vuosina syväoppimista on käytetty laajalti teollisuudessa monien monimutkaisten ongelmien, kuten kunnonvalvonnan ja vikadiagnoosin, ratkaisemiseen. Voimansiirron kunnonvalvonta on yksi automaatioteollisuuden tärkeimmistä ja monimutkaisimmista ongelmista, koska taajuusmuuttajan kunto vaikuttaa sen kuntoon, suorituskykyyn ja luotettavuuteen. Perinteiset lämpömallinnukseen perustuvat menetelmät edellyttävät käyttögeometrian, lämmönsiirron ja järjestelmän tunnistamisen asiantuntemusta. Vaikka dataan perustuvat syväoppimismenetelmät voisivat välttää fyysisen mallinnuksen, ne kohtaavat usein toisen ahdingon: samalla tietojoukolla koulutettuja ja testattuja malleja ei voida soveltaa muihin erilaisiin tilanteisiin. Todellisissa sovelluksissa, joissa valvontalaitteet ovat erilaisia ja työympäristö muuttuu jatkuvasti, huono mallin yleistäminen johtaa epäluotettaviin ennusteisiin. Siirto-oppiminen, joka mukauttaa mallin lähdealueelta kohdealueelle, voi parantaa mallin yleistämistä ja parantaa ennusteiden luotettavuutta ja tarkkuutta todellisissa skenaarioissa. Tässä väitöskirjassa tutkitaan valtavirran siirto-oppimisen lähestymistapojen soveltuvuutta taajuusmuuttajan kunnonvalvonnan kontekstissa käyttämällä useita tietojoukkoja erilaisilla todennäköisyysjakaumilla. Mallien ja tulosten vertailun ja keskustelun avulla selitetään niiden soveltamisala sekä niiden edut ja haitat. Lopuksi päätellään, että taajuusmuuttajan kunnonvalvonnassa teollisen taustan alla kohdealueen tiedoilla on tarpeeksi tarroja, eikä mallin suorituskykyä tarvitse ylläpitää lähdealueella. Tässä tapauksessa lähdetoimialueella koulutettuun malliin perustuva hienosäätö on paras tapa tähän skenaarioon.

Memory Augmented Neural Networks (MANN) is a hot research area within deep learning. One of the most promising MANN is the Differentiable Neural Network (DNC) which is able to learn, in a fully differentiable way, how to represent and store data into an external memory. Due to its memory, it performs exceptionally well on tasks where long-term memory is required. However, not a lot of research has been done on DNCs applied to time series and is also considered to be difficult to train. This work focuses on how to improve the training of a DNC on time series by taking advantage of the external memory and manipulating it in training. Three methods are presented. The first method reuses the memory between epochs which can help when there is a risk of overfitting. The second method is based on the first but has a bi-directional training scheme which drastically improves the stability of the convergence and can potentially produce better performing DNC. The last method presented is a transfer learning method where the memory is being transferred. This method is a versatile transfer learning method that can be applied when the source and target input feature spaces are different. It is also not dependent on the architecture of the DNC other than the size of the memory. These methods were applied and tested to time series in the telecom domain. Specifically, they were tested on four time series, two for predicting read and write latency, and two for predicting round trip time for signals. The results of the methods were fairly consistent on all the time series. / Minnesförstärkta neurala nätverk (MANNs) är en trendig forskningsområde inom djupinlärning. En av de mest lovande MANN är Differentierbara Neurala Datorer (DNCs) som kan lära sig representera och lagra data in till ett externt minne. På grund av sitt externa minne, så är den exceptionellt bra på att lösa problem som kräver långtids minne. Det finns däremot inte mycket forskning på DNCs applicerat på tidserier och att den är svår att träna. Arbetet i denna uppsatts har fokuserat på hur man kan förbättra träning av DNC på tidserier genom att utnyttja det externa minnet och manipulera det under träningen. Arbetet presenterar tre styckna metoder. Första metoden återanvänder minnet mellan epoker och kan hjälpa när det finns risk att överanpassar sig till träningsdatan. Den andra metoden är baserad på den första men har ett dubbelriktat tränings system som kan tydligt förbättra stabiliteten av konvergensen och kan ibland producera bättre presterande DNC. Den sista metoden är en metod som överför lärande genom att överföra minnet av en tränad DNC. Denna metod är mångsidig då den inte är beror på källans och målets ingångs datautrymme. Den beror inte heller på arkitekturen av DNC annat än storleken på minnet. Dessa metoder var applicerade och testade på tidsseries inom telekom domänen. Dom var testade på fyra tidsserier, två styckena för att förutspå läs- och skriv latens, och två för att förutspå tid för tur och retur för signaler. Resultaten för metoderna vara relativt konsekventa med alla tidsseries.

his project addresses the issue of accurately identifying repeated images of sticky notes. Due to environmental conditions and the 3D location of the camera, different pictures taken of sticky notes may look distinct enough to be hard to determine if they belong to the same note. More specifically, this thesis aims to create latent representations of these pictures of sticky notes to encode their content so that all the pictures of the same note have a similar representation that allows to identify them. Thus, those representations must be invariant to light conditions, blur and camera position. To that end, a Siamese neural architecture will be trained based on data augmentation methods. The method consists of learning to embed two augmented versions of the same image into similar representations. This architecture has been trained with unsupervised learning and fine-tuned with supervised learning to detect if two representations belong or not to the same note. The performance of ResNet, EfficientNet and Vision Transformers in encoding the images into their representations has been compared with different configurations. The results show that, while the most complex models overfit small amounts of data, the simplest encoders are capable of properly identifying more than 95% of the sticky notes in grey scale. Those models can create invariant representations that are close to each other in the latent space for pictures of the same sticky note. Gathering more data could result in an improvement of the performance of the model and the possibility of applying it to other fields such as handwritten documents. / Detta projekt tar upp frågan om att identifiera upprepade bilder av klisterlappar. På grund av miljöförhållanden och kamerans 3D-placering kan olika bilder som tagits till klisterlappar se tillräckligt distinkta ut för att det ska vara svårt att avgöra om de faktiskt tillhör samma klisterlappar. Mer specifikt är syftet med denna avhandling att skapa latenta representationer av bilder av klisterlappar som kodar deras innehåll, så att alla bilder av en klisterlapp har en liknande representation som gör det möjligt att identifiera dem. Sålunda måste representationerna vara oföränderliga för ljusförhållanden, oskärpa och kameraposition. För det ändamålet kommer en enkel siamesisk neural arkitektur att tränas baserad på dataförstärkningsmetoder. Metoden går ut på att lära sig att göra representationerna av två förstärkta versioner av en bild så lika som möjligt. Genomatt tillämpa vissa förbättringar av arkitekturen kan oövervakat lärande användas för att träna nätverket. Prestandan hos ResNet, EfficientNet och Vision Transformers när det gäller att koda bilderna till deras representationer har jämförts med olika konfigurationer. Resultaten visar att även om de mest komplexa modellerna överpassar små mängder data, kan de enklaste kodarna korrekt identifiera mer än 95% av klisterlapparna. Dessa modeller kan skapa oföränderliga representationer som är nära i det latenta utrymmet för bilder av samma klisterlapp. Att samla in mer data kan resultera i en förbättring av modellens prestanda och möjligheten att tillämpa den på andra områden som till exempel handskrivna dokument.