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中国のこのAI論文では、UniRepLKNetと呼ばれる画像、音声、時間系列データ解析においてクロスモーダル性能を向上させるための革新的な大規模カーネルConvNetアーキテクチャが紹介されています

CNN（畳み込みニューラルネットワーク）は、近年では画像認識のための人気のある技術となっています。物体検出、分類、セグメンテーションのタスクにおいて非常に成功しています。しかし、これらのネットワークがより複雑になるにつれて、新たな課題が浮上しています。テンセントAI Labと香港中文大学の研究者は、大規模カーネルCNNにおけるアーキテクチャの課題に対応するための4つのガイドラインを提案しました。これらのガイドラインは、大規模カーネルをビジョンのタスク以外の領域、例えば時系列予測や音声認識などに拡張して、画像認識の向上を目指しています。 UniRepLKNetは、非常に大きなカーネルを持つConvNetの有効性を探求し、空間畳み込みだけでなく、ポイントクラウドデータ、時系列予測、音声、ビデオの認識などのドメインにまで拡張します。以前の研究では、異なる大きなカーネルの種を紹介していましたが、UniRepLKNetはそのようなカーネルを持つConvNetのためのアーキテクチャ設計に焦点を当てています。UniRepLKNetは3Dパターン学習、時系列予測、音声認識の分野で専門モデルを上回るパフォーマンスを発揮します。テクニカルモデルよりもわずかに低いビデオ認識の精度を持ちながらも、UniRepLKNetはゼロから訓練された総合的なモデルであり、さまざまなドメインでの柔軟性を提供します。 UniRepLKNetは大規模カーネルを持つConvNet向けのアーキテクチャガイドラインを導入し、過剰な深さを避け、広範なカバレッジを重視しています。ガイドラインはVision Transformers（ViTs）の制限に対処し、効率的な構造に焦点を当て、畳み込み層の再パラメータ化、タスクベースのカーネルサイジング、3×3畳み込み層の組み込みを扱っています。UniRepLKNetは既存の大規模カーネルConvNetと最近のアーキテクチャを上回る、画像認識における性能と効率を示しています。時系列予測や音声認識でも普遍的な知覚能力を示し、ポイントクラウドデータの3Dパターン学習においても、専門のConvNetモデルを超える性能を持ちます。 UniRepLKNetのアーキテクチャは、ImageNetの精度が88.0％、ADE20KのmIoUが55.6％、COCOボックスAPが56.4％といった画像認識タスクにおけるトップクラスのパフォーマンスを達成しています。UniRepLKNetの普遍的な知覚能力は、グローバル気温と風速予測の課題においてMSEとMAEで競合他社を上回ることで示されています。UniRepLKNetはポイントクラウドデータの3Dパターン学習においても専門のConvNetモデルを超える性能を発揮します。このモデルは、セグメンテーションなどの下流タスクでも有望な結果を示し、多様なドメインでの優れたパフォーマンスと効率性を確認しています。まとめると、研究のまとめは以下の通りです：研究では、大規模カーネルConvNet向けの4つのアーキテクチャガイドラインを導入しています。これらのガイドラインは大規模カーネルConvNetの特徴を重視しています。これらのガイドラインに従って設計されたConvNetモデルであるUniRepLKNetは、画像認識タスクにおいて競合他社を上回る優れたパフォーマンスを発揮します。 UniRepLKNetはカスタマイズなしで時系列予測や音声認識などの領域で普遍的な知覚能力を示します。 UniRepLKNetはポイントクラウドデータの3Dパターン学習においても専門モデルを上回ります。また、研究は非膨張性の大規模カーネル畳み込み層の性能を向上させるためにDilated Reparam Blockを導入しています。この研究は貴重なアーキテクチャガイドラインを提供し、UniRepLKNetとその能力を紹介し、Dilated Reparam Blockの概念を示しています。

アップルの研究者がDeepPCRを公開：通常は順次処理される操作を並列化してニューラルネットワークの推論とトレーニングの速度を向上させる新しい機械学習アルゴリズム

人工知能や深層学習の進展により、さまざまな革新が実現されています。テキストや画像の合成、分割、分類などの複雑なタスクは、ニューラルネットワークの助けを借りて成功裏に処理されています。しかし、ニューラルネットワークのトレーニングにはコンピューティングの要求があり、適切な結果を得るまでには数日または数週間かかる場合があります。事前に訓練されたモデルの推論も、複雑なデザインの場合には遅くなる場合があります。並列化技術は深層ニューラルネットワークのトレーニングと推論を高速化します。これらの手法は広く使用されていますが、ニューラルネットワークの一部の操作はまだ順次に実行されています。拡散モデルは、ノイズ低減ステージの続けざまに出力を生成し、前方および後方パスは層ごとに行われます。ステップ数が増えると、これらのプロセスの順次実行は計算上の負担となり、計算のボトルネックにつながる可能性があります。この問題に対処するために、Appleの研究チームはDeepPCRという独自のアルゴリズムを導入し、ニューラルネットワークのトレーニングと推論を高速化しようとしました。DeepPCRは、一連のLステップを一定の方程式の答えとして認識することによって機能します。チームは、この解を取得するためにParallel Cyclic Reduction (PCR) アルゴリズムを使用しました。DeepPCRの主な利点は、順次プロセスの計算コストをO(L)からO(log2 L)に削減できることです。特にLの値が大きい場合には、この複雑性の削減により速度が向上します。チームは、DeepPCRの複雑性の低減と高速化の条件を検証するために実験を行いました。DeepPCRを適用して、多層パーセプトロンの前方パスと後方パスを並列化することで、前方パスでは30倍、後方パスでは200倍の高速化を達成しました。チームはまた、DeepPCRの適応性を示すために、1024層を持つResNetのトレーニングに使用しました。DeepPCRのおかげで、トレーニングは最大7倍速く完了することができます。この技術は、拡散モデルの生成フェーズで使用され、シーケンシャルアプローチよりも11倍高速な生成を行います。チームは、主な貢献を以下のようにまとめています。ニューラルネットワークのトレーニングと推論の順次プロセスを並列化するための革新的なアプローチであるDeepPCRを紹介しました。その主な特徴は、列長を表すLをO(L)からO(log2 L)に低減する能力です。 DeepPCRは、多層パーセプトロン（MLP）の前方パスと後方パスを並列化するために使用されました。この技術のパフォーマンスに関する詳細な分析が行われ、基本的な設計パラメータを考慮しながら、高パフォーマンスの領域を特定しました。スピード、解の正確性、メモリ使用量のトレードオフも調査しています。 DeepPCRは、MNISTおよびMNIST、CIFAR-10、CelebAのデータセットで訓練された拡散モデルのディープResNetのトレーニングを高速化するために使用されました。DeepPCRは著しく高速化されている一方で、ResNetトレーニングでは7倍高速化し、拡散モデルの生成では11倍高速化し、シーケンシャルな手法と比較可能な結果を生成します。

「2024年に使用するためのトップ10のリアルタイムデータベース」

導入現代アプリケーションのダイナミックな世界において、リアルタイムデータベースはスムーズなデータ管理と即時の更新を維持するために重要です。大量のデータを扱うために設計されたこれらのデータベースは、情報への瞬時のアクセスを提供します。この記事では、2024年に影響を与えるであろうトップ10のリアルタイムデータベースについて詳しく説明します。リアルタイムデータベースの理解リアルタイムデータベースは即時の更新とアクセスが必要なデータを管理するために作成されています。同期の遅延が発生する従来のデータベースとは異なり、リアルタイムデータベースはすべての接続されたデバイスやアプリケーションにデータ変更の迅速な反映を保証します。これにより、リアルタイムのコラボレーション、メッセージング、モニタリングのニーズを持つアプリケーションに適しています。現代アプリケーションにおけるリアルタイムデータベースの重要性リアルタイムデータベースの重要性は、即時のデータ更新と同期の需要により、現代のアプリケーションで増大しています。メッセージングアプリから共同編集可能なドキュメントエディタ、リアルタイムアナリティクスダッシュボードまで、これらのデータベースはスムーズなデータ管理と瞬時のコミュニケーションの基盤となります。データ同期の遅延を解消することにより、リアルタイムデータベースはユーザーエクスペリエンスを向上させるだけでなく、効率的かつデータに基づく意思決定を可能にします。トップ10のリアルタイムデータベース以下は、2024年に使用するトップ10のリアルタイムデータベースのリストです。 1. Firebase リアルタイムデータベース Firebase リアルタイムデータベースはクラウドホスト型のNoSQLデータベースであり、開発者がデータをリアルタイムに保存および同期できるようにします。JSONデータモデルの使用は、開発プロセスに柔軟性と簡便さをもたらします。Firebaseプラットフォームの重要なコンポーネントとして、ウェブとモバイルの両方のアプリケーションを作成するための強力なツールキットに貢献します。機能と利点 Firebase リアルタイムデータベースの優れた機能の1つは、データ変更があった場合にすべての接続されたデバイスで瞬時の更新が保証されるリアルタイム同期です。これにより、ユーザーは常に最新の情報を得ることが保証されます。さらに、データベースはオフラインサポートを提供し、インターネットに接続していない状況でもデータにアクセスおよび変更を行うことができます。Firebase リアルタイムデータベースは堅牢なセキュリティルールを取り入れており、機密データへの不正アクセスからデータを保護します。ユースケースと例 Firebase リアルタイムデータベースは、チャットアプリ、共同編集可能なドキュメントエディタ、リアルタイムダッシュボードなど、リアルタイムの更新を要求するアプリケーションで広く使用されています。例えば、Firebase リアルタイムデータベースを活用したメッセージングアプリは、すべての参加者に迅速にメッセージを配信し、シームレスかつリアルタイムのコミュニケーション体験を作り出します。こちらから入手できます: https://firebase.google.com/ 2.…

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