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    ICML 2024 | 通过力引导的SE(3)扩散模型生成蛋白质构象

    今天为大家介绍的是来自字节跳动Quanquan Gu团队的一篇论文。蛋白质的构象景观对于理解其在复杂生物过程中的功能至关重要。传统的基于物理的计算方法,如分子动力学(MD)模拟,存在罕见事件采样和长时间平衡问题,限制了它们在一般蛋白质系统中的应用。最近,深度生成建模技术,特别是扩散模型,已被用于生成新颖的蛋白质构象。然而,现有的基于评分的扩散方法无法正确结合重要的物理先验知识来指导生成过程,导致采样的蛋白质构象与平衡分布存在较大偏差。为了解决这些问题,本文提出了一种用于蛋白质构象生成的力引导SE(3)扩散模型——CONFDIFF。通过将力引导网络与基于数据的评分模型混合,CONFDIFF可以生成具有丰富多样性且保持高保真的蛋白质构象。在包括12种快速折叠蛋白质和牛胰岛素抑制剂(BPTI)在内的多种蛋白质构象预测任务上的实验表明,作者的方法优于当前最先进的方法。

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    无回归器引导的药物反应预测方法

    今天为大家介绍的是来自武汉大学胡文斌团队的一篇论文。药物反应预测(DRP)是药物发现中的一个关键阶段,其评估的最重要指标是IC50分数。DRP的结果在很大程度上取决于生成分子的质量。现有的分子生成方法通常采用基于分类器的指导,允许在IC50分类范围内进行采样。然而,这些方法无法确保采样空间范围的有效性,导致生成了大量无效分子。通过实验和理论研究,作者假设基于目标IC50分数的条件生成可以获得更有效的采样空间。因此,作者引入了无回归器指导的分子生成方法,以确保在更有效的空间内进行采样,支持DRP。无回归器指导结合了扩散模型的分数估计与基于数值标签的回归控制模型的梯度。为了有效映射药物和细胞系之间的回归标签,作者设计了一个常识数值知识图谱以限制文本表示顺序。对DRP任务的真实世界数据集的实验结果表明,该方法在药物发现中是有效的。代码可在以下网址获得:https://anonymous.4open.science/r/RMCD-DBD1。

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    CVPR2023 | 用于统一的图像恢复和增强的生成扩散先验

    在拍摄、存储、传输和渲染过程中,图像质量往往会降低。图像恢复和增强的目标是逆转这种退化并改善图像质量。通常,恢复和增强任务可以分为两大类:1)线性反演问题,例如图像超分辨率(SR)、去模糊、修补、彩色化等,在这些任务中,退化模型通常是线性的且已知;2)非线性或盲问题,例如低光增强和HDR图像恢复,其中退化模型是非线性的且未知。对于特定的线性退化模型,可以通过对神经网络进行端到端的监督训练来解决图像恢复问题。然而,在现实世界中,受损图像往往存在多个复杂的退化情况,全面监督的方法很难泛化应用。近年来,通过生成模型寻找更通用的图像先验并在无监督设置下处理图像恢复问题引起了广泛的兴趣。在推理过程中,可以处理不同退化模型的多个恢复任务而无需重新训练。例如,经过大量干净图像数据集训练的生成对抗网络(GAN)通过GAN反演,在各种线性反演问题上取得了成功,学习到了真实世界场景的丰富知识。与此同时,去噪扩散概率模型(DDPMs)在GAN的基础上展现了令人印象深刻的生成能力、细节水平和多样性。作为早期尝试,现有的工作——去噪扩散恢复模型(DDRM)使用预训练的DDPMs进行变分推断,并在多个恢复任务上取得了令人满意的结果,但其在已知线性退化矩阵上利用奇异值分解(SVD),因此仍然局限于线性反演问题。本文进一步提出了一种高效的方法,名为生成扩散先验(GDP)。它利用经过良好训练的DDPM作为通用图像恢复和增强的有效先验,并以退化图像作为引导。作为一个统一的框架,GDP不仅适用于各种线性反演问题,还首次推广到非线性和盲目图像恢复和增强任务。GDP采用了一种盲退化估计策略,在去噪过程中随机初始化并优化GDP的退化模型参数。此外,为了进一步提高光真实性和图像质量,本文系统地研究了一种有效的指导扩散模型的方法。另外,借助提出的分层指导和基于分块的生成策略,GDP能够恢复任意分辨率的图像,其中首先预测低分辨率图像和退化模型,以引导高分辨率图像的生成过程。

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    Spatial Attention Pyramid Network for Unsupervised Domain Adaptation

    无监督域适配在各种计算机视觉任务重很关键,比如目标检测、实例分割和语义分割。目的是缓解由于域漂移导致的性能下降问题。大多数之前的方法采用对抗学习依赖源域和目标域之间的单模式分布,导致在多种场景中的结果并不理想。为此,在本文中,我们设计了一个新的空口岸注意力金字塔网络来进行无监督域适配。特别的,我们首先构建了空间金字塔表示来获得目标在不同尺度的内容信息。以任务指定的信息为引导,在每个尺度上,我们组合了密集的全局结构表示和局部纹理模式,有效的使用了空间注意力截止。采用这种方式,网络被强迫关注内容信息由区别力的地方来进行域适配。我们在各种由挑战性的数据集上进行了昂贵的实验,对目标检测、实例分割和语义分割进行了域适配,这证明了我们的方法比最佳的方法有了很大的提升。

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