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时序数据库关键技术综述

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 614-638页

作者：刘帅乔颖罗雄飞赵怡婧王宏安中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

随着工业物联网(industrial Internet of things,IIoT)的不断发展,越来越多的设备和传感器开始连接到网络中,产生了大量的时间序列数据(简称“时序数据”),时序数据爆炸式的增长给数据库管理系统带来了新的挑战:持续高吞吐量数据摄取、... 详细信息

随着工业物联网(industrial Internet of things,IIoT)的不断发展,越来越多的设备和传感器开始连接到网络中,产生了大量的时间序列数据(简称“时序数据”),时序数据爆炸式的增长给数据库管理系统带来了新的挑战:持续高吞吐量数据摄取、低延迟多维度数据查询、高性能时间序列索引以及低成本数据存储.近年来时序数据库技术已经成为一个研究热点,一些学者对时序数据库技术进行了深入的研究,同时出现了一些专门用于管理时序数据的时序数据库,并且已经被应用在多个领域,成为工业物联网中不可缺少的关键组成.现有的时序数据库相关综述侧重于时序数据库的功能和性能比较,以及在特定领域中对时序数据库的选择建议,缺少对时序数据库持久化存储、查询、计算和索引等关键技术的研究,同时这些综述工作出现的时间较早,缺少对现代时序数据库关键技术的研究.对学术界时序数据存储研究和工业界时序数据库进行了全面的调查和研究,凝练了时序数据库的4类关键技术:1)时间序列索引优化技术;2)内存数据组织技术;3)高吞吐量数据摄取和低延迟数据查询技术;4)海量历史数据低成本存储技术.同时分析总结了时序数据库评测基准.最后,展望了时序数据库关键技术在未来的发展方向.

关键词：工业物联网时序数据时序数据库时序数据压缩时序数据存储

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基于手绘草图的视觉内容生成深度学习方法综述

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软件学报 2024年第7期35卷 3497-3530页

作者：左然胡皓翔邓小明马翠霞王宏安人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

手绘草图通过绘制简单的线条直观呈现用户的创作意图,支持用户采用手绘的方式快速表达思维过程及设计灵感,创作目标图像或视频.随着深度学习的发展,基于草图的视觉内容生成通过学习草图和视觉对象(即图像和视频)的特征分布进行跨领域特... 详细信息

手绘草图通过绘制简单的线条直观呈现用户的创作意图,支持用户采用手绘的方式快速表达思维过程及设计灵感,创作目标图像或视频.随着深度学习的发展,基于草图的视觉内容生成通过学习草图和视觉对象(即图像和视频)的特征分布进行跨领域特征映射,实现图像自动生成草图以及草图自动生成对应的图像或视频,与传统的人工创作方式相比有效地提高了生成的效率和多样性,成为计算机视觉、图形学领域的重要研究方向,并且在设计、视觉创作等领域具有重要作用.综述基于草图的视觉内容生成深度学习方法的研究现状和发展趋势,按照视觉对象的不同将现有工作分为基于草图的图像生成和基于草图的视频生成方法,并结合草图和视觉内容跨域生成、风格转化、视觉内容编辑等任务对生成模型进行详细分析,然后比较和总结常用的数据集、针对草图数据不足提出的扩充方法以及生成模型的评估方法,进一步通过草图在视觉内容生成应用中面临的挑战及生成模型未来发展方向对研究趋势进行展望.

关键词：人机交互手绘草图视觉内容生成深度学习

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GT-4S:基于图Transformer的场景草图语义分割

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软件学报 2024年

作者：张拯明郭燕马翠霞邓小明王宏安中国科学院大学计算机科学与技术学院人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所)

场景草图由多个前、背景物体组成,能够直观、概括地表达复杂的语义信息,在现实生活中有着广泛的实际应用,逐渐成为计算机视觉和人机交互领域的研究热点之一.作为场景草图语义理解的基础任务,场景草图语义分割的相关研究相对较少,现有的... 详细信息

场景草图由多个前、背景物体组成,能够直观、概括地表达复杂的语义信息,在现实生活中有着广泛的实际应用,逐渐成为计算机视觉和人机交互领域的研究热点之一.作为场景草图语义理解的基础任务,场景草图语义分割的相关研究相对较少,现有的方法多是对自然图像语义分割的方法进行改进,不能克服草图自身的稀疏性和抽象性等特点.针对以上问题,直接从草图笔画入手,提出一种图Transformer模型结合草图笔画的时空信息来解决自由手绘场景草图语义分割任务.首先将矢量场景草图构建成图结构,笔画表示为图的节点,笔画在时序和空间上的关联表示为图的边.然后通过边增强的Transformer模块捕获笔画的时空全局上下文信息.最后将编码后的时空特征进行多分类优化学习.在SFSD场景草图数据集上的实验结果表明,所提方法可以利用笔画时空信息对场景草图进行有效的语义分割,实现优秀的性能.

关键词：场景草图语义分割图 Transformer

基于PIgR-CR1介导的“黏膜-肾轴”探析补肾健脾、解毒利咽法防治IgA肾病的研究思路

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中国实验方剂学杂志 2024年

作者：李凡王宏安南赫何鸣宇崔成姬王银萍刘禹彤张守琳长春中医药大学长春中医药大学附属医院

免疫球蛋白A肾病（IgAN）是世界范围内发病率最高的原发性肾小球肾炎，也是导致我国ESRD的主要病因，给社会和家庭带来了沉重的经济负担，中医药在治疗本病上具有一定的优势。中医可将其归属于“虚劳”、“血尿”、“水肿”等范畴，传... 详细信息

免疫球蛋白A肾病（IgAN）是世界范围内发病率最高的原发性肾小球肾炎，也是导致我国ESRD的主要病因，给社会和家庭带来了沉重的经济负担，中医药在治疗本病上具有一定的优势。中医可将其归属于“虚劳”、“血尿”、“水肿”等范畴，传统认为病位在肾，与肺肝脾等密切相关。而国医大师任继学教授认为“肾虚脾亏是IgAN发病之本，而咽喉是发病之源”，提出“喉肾相关”理论，以补肾健脾、解毒利咽法治疗IgAN，疗效显著。研究表明IgAN与黏膜免疫防御功能密切相关，IgAN患者常因黏膜感染而诱发病情反复发作并逐渐加重，而PIgR是黏膜防御功能的重要组成部分，PIgR缺乏导致IgA分子积聚于黏膜固有层，大量进入血液循环，最终沉积于肾脏引起肾损伤，补体调节蛋白CR1存在于红细胞及肾小球上，具有抑制B细胞活化、分化、清除免疫复合物及抑制补体系统过度激活等作用，因此通过PIgR-CR1介导的“黏膜-肾轴”调控机体免疫防御功能将是防治IgAN的重要靶点。该文基于“喉肾相关”理论，探析补肾健脾、解毒利咽法通过调控PIgR-CR1介导的“黏膜-肾轴”进而防治IgAN的作用与分子机制，为中医药基于“喉肾相关”理论防治IgAN提供有效的理论支撑及科学依据。

关键词： IgA肾病黏膜-肾轴多聚免疫球蛋白受体补体调节蛋白CR1 补肾健脾解毒利咽

中医非药物疗法治疗导尿管相关膀胱刺激征的研究进展

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长春中医药大学学报 2024年第5期40卷 576-580页

作者：温永梅刘禹彤蒋玉洁王小丹徐佳宁王宏安长春中医药大学附属医院长春130021 长春中医药大学长春130117

导尿管相关膀胱刺激征(catheter-related bladder discomfort,CRBD)是指患者因置入导尿管导致膀胱逼尿肌异常,从而导致膀胱过度活动的一组临床表现,表现为尿频、尿急和耻骨联合上区不适感等临床症状。中医认为,肾虚膀胱湿热,气化功能失... 详细信息

导尿管相关膀胱刺激征(catheter-related bladder discomfort,CRBD)是指患者因置入导尿管导致膀胱逼尿肌异常,从而导致膀胱过度活动的一组临床表现,表现为尿频、尿急和耻骨联合上区不适感等临床症状。中医认为,肾虚膀胱湿热,气化功能失调是膀胱刺激征的病因病机。中医非药物疗法在患者无法口服或因药物副作用过大不能耐受的情况下,与西医预防性治疗相比,显现出其临床有效、不良反应发生率较低、多为一过性、患者易接受、减少术中麻醉药物的使用量及降低麻醉药物副作用等独特的优势。但中医非药物疗法的相关研究仍缺乏更多的循证医学证据支持,故未来应着重开展该领域的临床研究及基础研究探索。

关键词：非药物疗法导尿管相关膀胱刺激征中医学研究进展

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面向辐射源识别的分布式机器学习研究

面向辐射源识别的分布式机器学习研究

作者：王宏安电子科技大学

学位级别：硕士

随着辐射源设备的数量、类型以及更新速度的快速增长,电磁环境呈现高度复杂化、动态化特征。传统的辐射源目标识别方法无法应对现实需求,智能化的机器学习方法虽然取得了一定的成果,但大都是集中式推理方法,而目前辐射源信号种类多、数... 详细信息

随着辐射源设备的数量、类型以及更新速度的快速增长,电磁环境呈现高度复杂化、动态化特征。传统的辐射源目标识别方法无法应对现实需求,智能化的机器学习方法虽然取得了一定的成果,但大都是集中式推理方法,而目前辐射源信号种类多、数量大、分布广,造成了集中式推理效率低、计算能力要求高、存储容量要求大等问题。因此本文围绕辐射源智能识别方法和分布式辐射源识别方法展开研究。其中,辐射源智能识别方法包括数据集生成和神经网络分类器模块,并在此基础上,本文基于不同的分布式优化方法以及轻量化思想,研究提出了不同的分布式辐射源识别方法,并使用实采电台辐射源数据构建数据集进行实验验证。本文主要工作及创新如下:(1)设计了集中式辐射源目标识别方法和经典分布式辐射源目标识别方法。首先,在实采电台辐射源数据的基础上,基于短时傅里叶变换、连续小波变换提取时频特征分别构建数据集。然后,利用不同识别模型分别完成在集中式场景和分布式场景的辐射源识别训练与测试。在本文数据集上的实验结果表明,短时傅里叶变换时频方法优于连续小波变换方法;残差神经网络识别效果最好;分布式方法能有效提升训练效率,降低单机内存要求。(2)针对数据并行的分布式场景下,识别模型收敛慢、识别效果降低等问题,结合分布式优化方法提出了两种改进的分布式辐射源目标识别方法。首先,基于去中心化随机梯度下降方法,并结合动量法提出了一种分布式辐射源识别方法。其次,基于交替方向乘子法,通过引入正则项与全局对偶变量,来有效的聚合各节点上的模型,实现分布式辐射源识别,并提升局部模型的泛化能力。实验结果表明,两种方法均能加速模型收敛,并在分布式场景下分别提高2.2%和4.5%以上的准确率。(3)基于知识蒸馏方法,提出了一种轻量化的分布式辐射源目标识别方法。针对部分场景单个工作设备性能受限的问题,以数据流的方式加载数据,结合知识蒸馏方法进行分布式训练,实现了小模型大性能,进一步压缩了识别模型,降低了内存消耗。实验结果表明,对学生模型提升了22%以上的识别准确率,并能够在Jetson边缘设备上进行部署测试。

关键词：辐射源识别深度学习分布式优化知识蒸馏

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基于DSGD的分布式电磁目标识别

系统工程与电子技术 2023年第10期45卷 3024-3031页

作者：王宏安黄达张伟潘晔王祥丰邵怀宗顾杰电子科技大学信息与通信工程学院四川成都611731 电子信息控制重点实验室四川成都610036 华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

分布式电磁目标识别利用分布式最优化和分布式计算等技术实现传统集中式电磁目标识别。分布式最优化方法结合分布式计算架构实现对最优化问题的分布式求解,以分布式实现从问题信息、数据到最优目标识别模型的映射。利用去中心化随机梯... 详细信息

分布式电磁目标识别利用分布式最优化和分布式计算等技术实现传统集中式电磁目标识别。分布式最优化方法结合分布式计算架构实现对最优化问题的分布式求解,以分布式实现从问题信息、数据到最优目标识别模型的映射。利用去中心化随机梯度下降方法这一经典分布式最优化方法,建立面向电磁目标识别的分布式计算架构和分布式电磁目标识别方法。实际电磁信号数据验证了所提算法的有效性。在分布式电磁目标识别算法与集中式识别算法性能均保持在90%以上时,单节点训练时间下降50%以上,显著提升了训练效率。

关键词：电磁目标识别分布式去中心化随机梯度下降一致性约束

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基于深度学习的草图分割算法综述

软件学报 2022年第7期33卷 2729-2752页

作者：王佳欣朱志亮邓小明马翠霞王宏安中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 华东交通大学软件学院江西南昌330013

草图一直是人类传递信息的重要工具之一.草图可以通过简单明了的形式更快地表达人类的一些复杂思想,因此,草图处理算法一直是计算机视觉领域的研究热点之一.目前,对草图的研究主要集中在识别、检索和补全等方面.随着研究者对于草图细粒... 详细信息

草图一直是人类传递信息的重要工具之一.草图可以通过简单明了的形式更快地表达人类的一些复杂思想,因此,草图处理算法一直是计算机视觉领域的研究热点之一.目前,对草图的研究主要集中在识别、检索和补全等方面.随着研究者对于草图细粒度操作的重视,对草图分割方面的研究也得到越来越多的关注.近年来,随着深度学习与计算机视觉技术的发展,出现了大量基于深度学习的草图分割方法,草图分割的精确度和效率也都得到了较大提升.但是,由于草图自身的抽象性、稀疏性和多样性,草图分割仍然是一个非常具有挑战性的课题.对基于深度学习的草图分割算法进行整理、分类、分析和总结,首先阐述了3种基本的草图表示方法与常用的草图分割数据集,再按草图分割算法的预测结果分别介绍了草图语义分割、草图感知聚类与草图解析算法,然后在主要的数据集上收集与整理草图分割算法的评测结果并对结果进行分析,最后总结了草图分割相关的应用并探讨未来可能的发展方向.

关键词：草图分割感知聚类语义分割草图解析

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一种新的实时多处理器系统的动态调度算法

软件学报 2002年第1期13卷 51-58页

作者：乔颖王宏安戴国忠中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室北京100080

实时多处理器系统的动态调度算法一直是实时系统研究中的重要课题,而评价实时调度算法性能的一个最重要的指标是调度成功率.在近视算法的基础上提出了一种新的实时多处理器系统的动态调度算法——节约算法.在该算法中,提出了一个新的处... 详细信息

实时多处理器系统的动态调度算法一直是实时系统研究中的重要课题,而评价实时调度算法性能的一个最重要的指标是调度成功率.在近视算法的基础上提出了一种新的实时多处理器系统的动态调度算法——节约算法.在该算法中,提出了一个新的处理器选择策略,从而提高了算法的调度成功率.同时,为了研究节约算法的有效性,对其进行了大量的模拟,分析了一些任务参数的变化对算法调度成功率的影响,并与近视算法的调度成功率进行了比较.模拟结果显示,节约算法的调度成功率要优于近视算法.

关键词：实时多处理系统动态调度算法计算机