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曲面边界黏性绕流的湍流模型改进方法研究

力学学报 2024年第1期56卷 58-69页

作者：唐聃戴绍仕谷慧群 Bassam A.Younis 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 加利福尼亚大学戴维斯分校美国加利福尼亚州戴维斯95616

多尺度旋涡现象广泛地存在于工程领域的湍流中.研究湍流的重要方法是大涡模拟,但大涡模拟中的过度耗散问题是曲面边界、多尺度旋涡模拟所面临的主要困难.为了克服过度耗散的缺陷,使大曲率曲面边界的多尺度涡流脉动特性预报更准确,文章... 详细信息

多尺度旋涡现象广泛地存在于工程领域的湍流中.研究湍流的重要方法是大涡模拟,但大涡模拟中的过度耗散问题是曲面边界、多尺度旋涡模拟所面临的主要困难.为了克服过度耗散的缺陷,使大曲率曲面边界的多尺度涡流脉动特性预报更准确,文章采用正则化变分多尺度模型(RVM)改进了壁面自适应涡黏模型(WALE)中的亚格子模型,并采用C++语言在Open FOAM开源平台实现了计算代码编译.文章以经典圆柱黏性绕流作为曲面边界黏性绕流的代表,讨论了改进的大涡模型(MWALE)中滤波算子对亚临界雷诺数(Re=4.0×10^(4))波算子阶数(n)敏感.四阶滤波算子(n=2)能准确地预报圆柱壁面的平均涡量及尾流瞬时涡量分布、再循环旋涡长度和速度剖面,而二阶滤波算子(n=1)无法准确地预测分离区和尾流区内脉动速度剖面,因此在强压力梯度区四阶滤波算子预测的压力分布、脉动升阻力与实验结果吻合的更好,能更准确地捕捉到多尺度旋涡结构.

关键词：多尺度涡流改进的大涡模型滤波算子圆柱绕流

改进TransCenter的组合距离多目标跟踪方法

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计算机工程与应用 2024年

作者：赵海涛岳希唐聃蔡博成都信息工程大学软件工程学院四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心

在智能驾驶和视频监控领域中，多目标跟踪被广泛应用，但在目标发生遮挡和非线性运动时，此时产生的噪声会造成检测和跟踪精度的降低，同时众多关联匹配算法也没有考虑到IoU和外观失衡的情况。针对以上问题，提出一种基于TransCenter改... 详细信息

在智能驾驶和视频监控领域中，多目标跟踪被广泛应用，但在目标发生遮挡和非线性运动时，此时产生的噪声会造成检测和跟踪精度的降低，同时众多关联匹配算法也没有考虑到IoU和外观失衡的情况。针对以上问题，提出一种基于TransCenter改进的多目标跟踪网络。首先引用小波变换处理检测特征，然后设计了上下文协同选择器，通过动态选择跟踪特征和检测特征来缓解噪声产生的负面影响；紧接着融合卡尔曼滤波预测值和跟踪位移，以提高非线性运动中的预测位移准确度；最后根据IoU距离和外观距离的差值优化组合距离的权重，解决了高速运动和外观剧烈变化时组合距离失效的情况。在BDD100k、DanceTrack数据集上进行了实验，结果表明，与ByteTrack算法相比，改进网络的mMOTA和HOTA值分别提升了4.3%和5.9%，与TransCenter相比，HOTA提升了7.4%，且有着更好的灵活性和跟踪精度。

关键词：多目标跟踪卡尔曼滤波上下文协同组合距离

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一种基于多层次校验的低恢复成本纠删码

计算机应用研究 2024年第5期41卷 1441-1447页

作者：邓文杰洪铁原唐聃王燮成都信息工程大学软件工程学院成都610225 成都信息工程大学四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

随着纠删码在分布式存储系统中的实际应用,纠删码为存储系统提供了更加优秀的存储效率,但当节点丢失时,相较于传统副本技术更多的网络传输带宽开销成为了造成系统性能瓶颈的关键因素。为了解决MDS编码高带宽开销对系统性能的影响,一类... 详细信息

随着纠删码在分布式存储系统中的实际应用,纠删码为存储系统提供了更加优秀的存储效率,但当节点丢失时,相较于传统副本技术更多的网络传输带宽开销成为了造成系统性能瓶颈的关键因素。为了解决MDS编码高带宽开销对系统性能的影响,一类新型编码方案——分组码被应用在分布式存储系统中,相较于传统MDS编码能够有效地降低节点修复时的数据传输量,从而减少网络带宽需求。在Pyramid分组码的基础上进行层次扩展,提出一种HLRC(hierarchical local repair codes)纠删码。HLRC相较于LRC引入了层次编码模型,将原始数据块构建为编码矩阵,根据层次进行分别编码,生成包含数据块范围不同的局部校验块;每个层次包含的数据块数量不同,可以保证修复节点时的低修复成本,同时还拥有较高的存储效率。HLRC相较于Pyramid拥有额外的校验块冗余,能够降低校验块出错和多节点出错时的恢复开销。在基于Ceph的分布式存储系统中的实验结果表明,HLRC与Pyramid等分组码相比,单节点修复开销最高可降低48.56%,多节点修复开销最高可降低25%。

关键词：纠删码分组码层次编码带宽开销恢复成本

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存储系统中的局部修复阵列码模型

计算机应用研究 2024年第1期41卷 193-199页

作者：洪铁原唐聃熊攀蔡红亮曾琼许源平成都信息工程大学软件工程学院成都610225 四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故... 详细信息

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故障修复时需读取所有的元素。针对目前难以同时提升单双盘故障修复效率的问题,对RDP码进行拓展,提出了一种具有局部修复性质的阵列码模型——DRDP码。DRDP码在RDP码的基础上将部分数据列按水平线进行异或计算生成局部水平校验列,并将其参与到全局校验列的编码计算中,从而缩短了修复链,使其拥有局部修复的功能。通过理论分析,DRDP码拥有良好的编译码复杂度和更新效率,大幅节省了单盘故障修复读取开销,并对双盘故障修复读取开销进行了优化,同时能修复75%三盘故障的情况。实验结果表明,与RDP码、LRRDP码和RDP(p,3)码相比,DRDP码的编码时间可节省8.23%~32.89%、单盘故障修复时间可节省7.08%~35.01%、双盘故障修复时间可节省5.07%~29.26%。

关键词：阵列码 RDP码存储系统局部修复读取开销

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基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案

计算机应用 2024年第6期44卷 1880-1888页

作者：李越唐聃孙敏钧王燮蔡红亮曾琼成都信息工程大学软件工程学院成都610225 四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心(成都信息工程大学) 成都610225 航空制造及地面指挥软件四川省高校重点实验室(成都信息工程大学) 成都610225

针对在较大数据量传递的场景中使用可逆信息隐藏(RDH)保护数据时嵌入效率和抗检测能力较低的问题,提出一种基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案。首先通过模运算较小的修改像素值嵌入较大的信息量,再结合增强的进制转换系统增加嵌... 详细信息

针对在较大数据量传递的场景中使用可逆信息隐藏(RDH)保护数据时嵌入效率和抗检测能力较低的问题,提出一种基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案。首先通过模运算较小的修改像素值嵌入较大的信息量,再结合增强的进制转换系统增加嵌入位数,最后使用折半法结合双图像赋予可逆性。在USC-SIPI标准图像库上进行的仿真实验结果表明,在嵌入高达100万比特秘密信息时,所提方案的隐写图像的峰值信噪比(PSNR)值保持在40 dB左右,且该隐写图像可有效抵抗RS(Regular Singular)隐写分析、像素差直方图(PDH)隐写分析和位平面隐写分析的静态攻击。因此,所提方案有效提高了对原始图像的嵌入效率,同时具有良好的抗检测能力。

关键词：可逆信息隐藏增强进制模运算密钥值高效率

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面向高躁和类不平衡的皮肤癌图像检测框架

微电子学与计算机 2024年

作者：罗未张海清李代伟任李娟陈金京唐聃成都信息工程大学软件工程学院四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心

随着全球皮肤癌发病率的持续上升，早期检测显得尤为重要，能显著提高患者的生存率。尽管深度学习技术开辟了自动皮肤病变分类的新途径，但在处理图像噪声、类别不平衡及多尺度特征方面，现有方法性能受到限制。针对以上挑战，提出了一... 详细信息

随着全球皮肤癌发病率的持续上升，早期检测显得尤为重要，能显著提高患者的生存率。尽管深度学习技术开辟了自动皮肤病变分类的新途径，但在处理图像噪声、类别不平衡及多尺度特征方面，现有方法性能受到限制。针对以上挑战，提出了一种整合了多种技术策略的新框架。首先采用基于小波变换的预处理技术，有效消除病变图像中的毛发干扰，从而揭示图像中的病变微观细节，为模型提供高质量的输入图像。其次，引入了一种新的随机数据增强策略，通过扩展图像的多样性，显著提升了模型对不同类型皮肤病变的识别能力。此外，提出了一种动态焦点损失函数针对类别不平衡问题提供了有效的解决方案，通过调整权重增强了对少数类病变的识别准确性。最后，应用金字塔预测技术，整合了不同尺度的特征信息，提高了模型对病变区域大小差异的适应性和准确性。在ISIC2018和ISIC2019数据集上的实验结果显示，相比于Densenet169网络，该框架的平均准确率分别提升了8.1%和4.34%，准确率分别提升了3.18%和3.37%，证明其在处理图像多样性和类别不平衡方面的优势，为皮肤癌的早期诊断和自动分类提供了一种新的高效途径。

关键词：皮肤癌图像分类噪声处理数据增强动态损失函数

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RS类纠删码的译码方法

计算机研究与发展 2022年第3期59卷 582-596页

作者：唐聃蔡红亮耿微成都信息工程大学软件工程学院成都610225 四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

RS(Reed-Solomon)码可以根据应用环境构造出任意容错能力的码字,有很好的灵活性,且使用RS纠删码作为容错方法的存储系统能达到理论最优的存储效率.但是,与异或(exclusive-OR,XOR)类纠删码相比,RS类纠删码译码计算的时间开销过大,这又很... 详细信息

RS(Reed-Solomon)码可以根据应用环境构造出任意容错能力的码字,有很好的灵活性,且使用RS纠删码作为容错方法的存储系统能达到理论最优的存储效率.但是,与异或(exclusive-OR,XOR)类纠删码相比,RS类纠删码译码计算的时间开销过大,这又很大程度上阻碍了它在分布式存储系统中的使用.针对这一问题,提出了一类RS纠删码的译码方法,该方法完全抛弃了当前大多RS类纠删码译码方法中普遍使用的矩阵求逆运算,仅使用计算复杂度更小的加法和乘法,通过构造译码变换矩阵并在此矩阵上执行相应的简单的矩阵变换,能够直接得出失效码元由有效码元组成的线性组合关系,从而降低译码计算复杂度.最后,通过理论证明了该方法的正确性,并且针对每种不同大小的文件,进行3种不同大小文件块的划分,将划分得到的数据块进行实验,实验结果表明:在不同的文件分块大小情况下,该新译码方法较其他方法的译码时间开销更低.

关键词： RS码纠删码译码数据重构修复成本

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分布式存储中基于局部修复码的负载均衡方法

计算机应用 2023年第3期43卷 767-775页

作者：龙运波唐聃中国科学院成都计算机应用研究所成都610041 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 成都信息工程大学软件工程学院成都610225

针对分布式存储中热数据访问性能低下的问题,提出一种基于局部修复码(LRC)的负载均衡方法,采用编码的方式规避节点的集中式访问,并提高热数据的访问效率。首先,利用平衡不完全区组设计(BIBD)构造一类适用于小规模存储系统的特殊LRC,从... 详细信息

针对分布式存储中热数据访问性能低下的问题,提出一种基于局部修复码(LRC)的负载均衡方法,采用编码的方式规避节点的集中式访问,并提高热数据的访问效率。首先,利用平衡不完全区组设计(BIBD)构造一类适用于小规模存储系统的特殊LRC,从而为编码数据提供多种访问方式;然后,分别基于里所(RS)码和随机阵列码将LRC推广到更大规模,并使它满足存储系统一定的容错需求;最后,提出一种热数据访问算法以降低热数据的访问压力,并结合合理的数据布局方案实现存储系统在高频访问场景下的负载均衡。理论分析和实验结果表明,所提方法能以极小的代价实现负载均衡,明显优于传统方法中利用多副本及最大距离可分(MDS)码实现的负载均衡方法,尤其是解决了因冷热数据访问不均带来的负载失衡问题,可以有效提高热数据存储系统的访问效率。

关键词：分布式存储热数据局部修复码负载均衡数据布局

基于隐私计算的网络会议数字评选系统设计方案

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计算机应用 2023年第2期43卷 450-457页

作者：王腾腾崔喆唐聃中国科学院成都计算机应用研究所成都610041 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 成都信息工程大学软件工程学院成都610225

针对目前网络会议数字评选系统无法做到既保证评审人意见的隐私性又获得安全可信的结果的问题,提出一种基于隐私计算的网络会议数字评选系统设计方案。首先,通过里所(RS)码的编码矩阵对评审数据进行秘密分享以得到秘密份额,并将每一方... 详细信息

针对目前网络会议数字评选系统无法做到既保证评审人意见的隐私性又获得安全可信的结果的问题,提出一种基于隐私计算的网络会议数字评选系统设计方案。首先,通过里所(RS)码的编码矩阵对评审数据进行秘密分享以得到秘密份额,并将每一方评审数据的哈希值作为存根交由主办方存档以防止抵赖;然后,通过编码矩阵之单调扩张矩阵对秘密份额进行协同计算以得出计票结果;最后,通过校验矩阵检查多方协同计算过程中是否有秘密份额的分享错误或篡改行为存在。理论分析与仿真实验表明,所提方案可在中小规模的网络会议数字评选系统中实现隐私计算功能。

关键词：网络会议数字评选系统隐私计算编码矩阵单调扩张矩阵校验矩阵