为了解决数据共享需求与隐私保护要求之间不可调和的矛盾，联邦学习应运而生。联邦学习作为一种分布式机器学习，其中的参与方与中央服务器之间需要不断交换大量模型参数，而这造成了较大通信开销；同时，联邦学习越来越多地部署在通信带宽有限、电量有限的移动设备上，而有限的网络带宽和激增的客户端数量会使通信瓶颈加剧。针对联邦学习的通信瓶颈问题，首先分析联邦学习的基本工作流程；然后从方法论的角度出发，详细介绍基于降低模型更新频率、模型压缩、客户端选择的三类主流方法和模型划分等特殊方法，并对具体优化方案进行深入的对比分析；最后，对联邦学习通信开销技术研究的发展趋势进行了总结和展望。
在强调数据确权以及隐私保护的时代背景下，联邦学习作为一种新的机器学习范式，能够在不暴露各方数据的前提下达到解决数据孤岛以及隐私保护问题的目的。目前，基于联邦学习的建模方法已成为主流并且获得了很好的效果，因此对联邦学习的概念、技术、应用和挑战进行总结与分析具有重要的意义。首先，阐述了机器学习的发展历程以及联邦学习出现的必然性，并给出联邦学习的定义与分类；其次，介绍并分析了目前业界认可的三种联邦学习方法：横向联邦学习、纵向联邦学习和联邦迁移学习；然后，针对联邦学习的隐私保护问题，归纳并总结了目前常见的隐私保护技术；此外，还对联邦学习的现有主流开源框架进行了介绍与对比，同时给出了联邦学习的应用场景；最后，展望了联邦学习所面临的挑战和未来的研究方向。
随着传感器网络和全球定位系统等技术的进步，兼有时间与空间特性的气象数据体量呈爆炸式增长，针对时空序列预测（STSF）的深度学习模型研究得到了迅猛发展。然而，长期以来用于天气预报的传统机器学习方法在提取数据的时间相关性与空间依赖性方面的效果往往并不理想。与此同时，深度学习方法通过人工神经网络自动提取特征，可以有效提高天气预报的准确度，并且在编码长期空间信息的建模方面有相当优秀的效果。同时，由观测数据驱动的深度学习模型与基于物理理论的数值天气预报（NWP）模型结合的方式可以构建拥有更高预测精度与更长预报时间的混合模型。基于这些，将深度学习在天气预报领域的应用分析及研究进展进行了综述。首先，将天气预报领域的深度学习问题与经典深度学习问题从数据格式、问题模型与评价指标这3个方面进行了对比研究；然后，回顾了深度学习在天气预报领域的发展历程与应用现状，并总结分析了深度学习技术与NWP结合的最新进展；最后，展望了未来的发展方向和研究重点，为天气预报领域的深度学习研究提供参考。
多模态医学图像可以为临床医生提供靶区（如肿瘤、器官或组织）的丰富信息。然而，由于多模态图像之间相互独立且仅有互补性，如何有效融合多模态图像并进行分割仍是亟待解决的问题。传统的图像融合方法难以有效解决此问题，因此基于深度学习的多模态医学图像分割算法得到了广泛的研究。从原理、技术、问题及展望等方面对基于深度学习的多模态医学图像分割任务进行了综述。首先，介绍了深度学习与多模态医学图像分割的一般理论，包括深度学习与卷积神经网络（CNN）的基本原理与发展历程，以及多模态医学图像分割任务的重要性；其次，介绍了多模态医学图像分割的关键概念，包括数据维度、预处理、数据增强、损失函数以及后处理等；接着，对基于不同融合策略的多模态分割网络进行综述，对不同方式的融合策略进行分析；最后，对医学图像分割过程中常见的几个问题进行探讨，并对今后研究作了总结与展望。
随着网络应用的不断发展，网络资源呈指数型增长，信息过载现象日益严重，如何高效获取符合需求的资源成为困扰人们的问题之一。推荐系统能对海量信息进行有效过滤，为用户推荐符合其需求的资源。对推荐系统的研究现状进行详细介绍，包括基于内容的推荐、协同过滤推荐和混合推荐这三种传统推荐方式，并重点分析了基于卷积神经网络（CNN）、深度神经网络（DNN）、循环神经网络（RNN）和图神经网络（GNN）这四种常见的深度学习推荐模型的研究进展；归纳整理了推荐领域常用的数据集，同时分析对比了传统推荐算法和基于深度学习的推荐算法的差异。最后，总结了实际应用中具有代表性的推荐模型，讨论了推荐系统面临的挑战和未来的研究方向。
文本情感分析已经逐渐成为自然语言处理（NLP）的重要内容，并在系统推荐、用户情感信息获取，为政府、企业提供舆情参考等领域越来越占据重要地位。通过文献调研的方式，对情感分析领域的方法进行对比和综述。首先，从时间、方法等维度对情感分析的方法进行文献调研；然后，对情感分析的主要方法、应用场景进行归纳总结和对比；最后，在此基础上分析每种方法的优缺点。根据分析结果可以知道，在面对不同的任务场景，主要有三种情感分析的方法：基于情感字典的情感分析法、基于机器学习的情感分析法和基于深度学习的情感分析法，基于多策略混合的方法成为改进的趋势。文献调研表明，文本情感分析的技术方法还有改进的空间，在电子商务、心理治疗、舆情监控方面有较大市场和发展前景。
卷积神经网络（CNN）是目前基于深度学习的计算机视觉领域中重要的研究方向之一。它在图像分类和分割、目标检测等的应用中表现出色，其强大的特征学习与特征表达能力越来越受到研究者的推崇。然而，CNN仍存在特征提取不完整、样本训练过拟合等问题。针对这些问题，介绍了CNN的发展、CNN经典的网络模型及其组件，并提供了解决上述问题的方法。通过对CNN模型在图像分类中研究现状的综述，为CNN的进一步发展及研究方向提供了建议。
多标签文本分类（MLTC）是自然语言处理（NLP）领域的重要子课题之一。针对多个标签之间存在复杂关联性的问题，提出了一种融合BERT与标签语义注意力的MLTC方法TLA-BERT。首先，通过对自编码预训练模型进行微调，从而学习输入文本的上下文向量表示；然后，使用长短期记忆（LSTM）神经网络将标签进行单独编码；最后，利用注意力机制显性突出文本对每个标签的贡献，以预测多标签序列。实验结果表明，与基于序列生成模型（SGM）算法相比，所提出的方法在AAPD与RCV1-v2公开数据集上，F1值分别提高了2.8个百分点与1.5个百分点。
预训练模型（PTM）通过利用复杂的预训练目标和大量的模型参数，可以有效地获得无标记数据中的丰富知识。而在多模态中，PTM的发展还处于初期。根据具体模态的不同，将目前大多数的多模态PTM分为图像?文本PTM和视频?文本PTM；根据数据融合方式的不同，还可将多模态PTM分为单流模型和双流模型两类。首先，总结了常见的预训练任务和验证实验所使用的下游任务；接着，梳理了目前多模态预训练领域的常见模型，并用表格列出各个模型的下游任务以及模型的性能和实验数据比较；然后，介绍了M6（Multi-Modality to Multi-Modality Multitask Mega-transformer）模型、跨模态提示调优（CPT）模型、VideoBERT（Video Bidirectional Encoder Representations from Transformers）模型和AliceMind（Alibaba’s collection of encoder-decoders from Mind）模型在具体下游任务中的应用场景；最后，总结了多模态PTM相关工作面临的挑战以及未来可能的研究方向。
目前，医学图像分割模型广泛采用基于全卷积网络（FCN）的U型网络（U-Net）作为骨干网，但卷积神经网络（CNN）在捕捉长距离依赖能力上的劣势限制了分割模型性能的进一步提升。针对上述问题，研究者们将Transformer应用到医学图像分割模型中以弥补CNN的不足，结合Transformer和U型结构的分割网络成为研究热点之一。在详细介绍U-Net和Transformer之后，按医学图像分割模型中Transformer模块所处的位置，包括仅在编码器或解码器、同时在编码器和解码器、作为过渡连接和其他位置进行分类，讨论各模型的基本内容、设计理念以及可改进的地方，并分析了Transformer处于不同位置的优缺点。根据分析结果可知，决定Transformer所在位置的最大因素是目标分割任务的特点，而且Transformer结合U-Net的分割模型能更好地利用CNN和Transformer各自的优势，提高模型的分割性能，具有较大的发展前景和研究价值。
近年来，联邦学习成为解决机器学习中数据孤岛与隐私泄露问题的新思路。联邦学习架构不需要多方共享数据资源，只要参与方在本地数据上训练局部模型，并周期性地将参数上传至服务器来更新全局模型，就可以获得在大规模全局数据上建立的机器学习模型。联邦学习架构具有数据隐私保护的特质，是未来大规模数据机器学习的新方案。然而，该架构的参数交互方式可能导致数据隐私泄露。目前，研究如何加强联邦学习架构中的隐私保护机制已经成为新的热点。从联邦学习中存在的隐私泄露问题出发，探讨了联邦学习中的攻击模型与敏感信息泄露途径，并重点综述了联邦学习中的几类隐私保护技术：以差分隐私为基础的隐私保护技术、以同态加密为基础的隐私保护技术、以安全多方计算（SMC）为基础的隐私保护技术。最后，探讨了联邦学习中隐私保护中的若干关键问题，并展望了未来研究方向。
