A Comprehensive Python Library for Deep Learning-Based Event Detection in Multivariate Time Series Data and Information Retrieval in NLP

Event detection in time series data is crucial in various domains, including finance, healthcare, cybersecurity, and science. Accurately identifying events in time series data is vital for making informed decisions, detecting anomalies, and predicting future trends. Despite extensive research exploring diverse methods for event detection in time series, with deep learning approaches being among the most advanced, there is still room for improvement and innovation in this field. In this paper, we present a new deep learning supervised method for detecting events in multivariate time series data. Our method combines four distinct novelties compared to existing deep-learning supervised methods. Firstly, it is based on regression instead of binary classification. Secondly, it does not require labeled datasets where each point is labeled; instead, it only requires reference events defined as time points or intervals of time. Thirdly, it is designed to be robust by using a stacked ensemble learning meta-model that combines deep learning models, ranging from classic feed-forward neural networks (FFNs) to state-of-the-art architectures like transformers. This ensemble approach can mitigate individual model weaknesses and biases, resulting in more robust predictions. Finally, to facilitate practical implementation, we have developed a Python package to accompany our proposed method. The package, called eventdetector-ts, can be installed through the Python Package Index (PyPI). In this paper, we present our method and provide a comprehensive guide on the usage of the package. We showcase its versatility and effectiveness through different real-world use cases from natural language processing (NLP) to financial security domains.Comment: 2023 International Conference on Machine Learning and Applications (ICMLA

Story-oriented Image Selection and Placement

Multimodal contents have become commonplace on the Internet today, manifested as news articles, social media posts, and personal or business blog posts. Among the various kinds of media (images, videos, graphics, icons, audio) used in such multimodal stories, images are the most popular. The selection of images from a collection - either author's personal photo album, or web repositories - and their meticulous placement within a text, builds a succinct multimodal commentary for digital consumption. In this paper we present a system that automates the process of selecting relevant images for a story and placing them at contextual paragraphs within the story for a multimodal narration. We leverage automatic object recognition, user-provided tags, and commonsense knowledge, and use an unsupervised combinatorial optimization to solve the selection and placement problems seamlessly as a single unit

Text-image synergy for multimodal retrieval and annotation

Text and images are the two most common data modalities found on the Internet. Understanding the synergy between text and images, that is, seamlessly analyzing information from these modalities may be trivial for humans, but is challenging for software systems. In this dissertation we study problems where deciphering text-image synergy is crucial for finding solutions. We propose methods and ideas that establish semantic connections between text and images in multimodal contents, and empirically show their effectiveness in four interconnected problems: Image Retrieval, Image Tag Refinement, Image-Text Alignment, and Image Captioning. Our promising results and observations open up interesting scopes for future research involving text-image data understanding.Text and images are the two most common data modalities found on the Internet. Understanding the synergy between text and images, that is, seamlessly analyzing information from these modalities may be trivial for humans, but is challenging for software systems. In this dissertation we study problems where deciphering text-image synergy is crucial for finding solutions. We propose methods and ideas that establish semantic connections between text and images in multimodal contents, and empirically show their effectiveness in four interconnected problems: Image Retrieval, Image Tag Refinement, Image-Text Alignment, and Image Captioning. Our promising results and observations open up interesting scopes for future research involving text-image data understanding.Text und Bild sind die beiden häufigsten Arten von Inhalten im Internet. Während es für Menschen einfach ist, gerade aus dem Zusammenspiel von Text- und Bildinhalten Informationen zu erfassen, stellt diese kombinierte Darstellung von Inhalten Softwaresysteme vor große Herausforderungen. In dieser Dissertation werden Probleme studiert, für deren Lösung das Verständnis des Zusammenspiels von Text- und Bildinhalten wesentlich ist. Es werden Methoden und Vorschläge präsentiert und empirisch bewertet, die semantische Verbindungen zwischen Text und Bild in multimodalen Daten herstellen. Wir stellen in dieser Dissertation vier miteinander verbundene Text- und Bildprobleme vor: • Bildersuche. Ob Bilder anhand von textbasierten Suchanfragen gefunden werden, hängt stark davon ab, ob der Text in der Nähe des Bildes mit dem der Anfrage übereinstimmt. Bilder ohne textuellen Kontext, oder sogar mit thematisch passendem Kontext, aber ohne direkte Übereinstimmungen der vorhandenen Schlagworte zur Suchanfrage, können häufig nicht gefunden werden. Zur Abhilfe schlagen wir vor, drei Arten von Informationen in Kombination zu nutzen: visuelle Informationen (in Form von automatisch generierten Bildbeschreibungen), textuelle Informationen (Stichworte aus vorangegangenen Suchanfragen), und Alltagswissen. • Verbesserte Bildbeschreibungen. Bei der Objekterkennung durch Computer Vision kommt es des Öfteren zu Fehldetektionen und Inkohärenzen. Die korrekte Identifikation von Bildinhalten ist jedoch eine wichtige Voraussetzung für die Suche nach Bildern mittels textueller Suchanfragen. Um die Fehleranfälligkeit bei der Objekterkennung zu minimieren, schlagen wir vor Alltagswissen einzubeziehen. Durch zusätzliche Bild-Annotationen, welche sich durch den gesunden Menschenverstand als thematisch passend erweisen, können viele fehlerhafte und zusammenhanglose Erkennungen vermieden werden. • Bild-Text Platzierung. Auf Internetseiten mit Text- und Bildinhalten (wie Nachrichtenseiten, Blogbeiträge, Artikel in sozialen Medien) werden Bilder in der Regel an semantisch sinnvollen Positionen im Textfluss platziert. Wir nutzen dies um ein Framework vorzuschlagen, in dem relevante Bilder ausgesucht werden und mit den passenden Abschnitten eines Textes assoziiert werden. • Bildunterschriften. Bilder, die als Teil von multimodalen Inhalten zur Verbesserung der Lesbarkeit von Texten dienen, haben typischerweise Bildunterschriften, die zum Kontext des umgebenden Texts passen. Wir schlagen vor, den Kontext beim automatischen Generieren von Bildunterschriften ebenfalls einzubeziehen. Üblicherweise werden hierfür die Bilder allein analysiert. Wir stellen die kontextbezogene Bildunterschriftengenerierung vor. Unsere vielversprechenden Beobachtungen und Ergebnisse eröffnen interessante Möglichkeiten für weitergehende Forschung zur computergestützten Erfassung des Zusammenspiels von Text- und Bildinhalten