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深度神经网络动态分层梯度稀疏化及梯度合并优化方法

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西安交通大学学报 2024年

作者：巨涛康贺廷刘帅火久元兰州交通大学电子与信息工程学院

针对数据并行方法加速大规模深度神经网络时易出现的通信开销大、训练耗时长、资源利用率不高的问题，提出了一种深度神经网络动态分层梯度稀疏化及梯度合并优化方法。首先，将梯度稀疏化压缩与流水线并行技术相结合，提出动态分层梯度... 详细信息

针对数据并行方法加速大规模深度神经网络时易出现的通信开销大、训练耗时长、资源利用率不高的问题，提出了一种深度神经网络动态分层梯度稀疏化及梯度合并优化方法。首先，将梯度稀疏化压缩与流水线并行技术相结合，提出动态分层梯度稀疏优化方法，为每层神经网络匹配一个合适的阈值，通过在后续迭代时动态调整该阈值，实现对每层网络传输梯度的自适应压缩。之后，提出了层梯度合并方法，利用动态规划算法对层梯度合并时的通信开销、稀疏化及层梯度计算时间进行权衡优化，求解出最佳的层梯度合并组合，实现将多层小尺度梯度张量合并为一层通信，以降低分层梯度决策时引入的过高通信延迟开销。最后，将求解出的最佳层梯度合并组合应用于具体的训练迭代过程。实验结果表明，所提方法和已有方法相比可在保证模型训练精度的同时，大大降低通信开销，提升模型的训练速度，和未压缩方法相比，训练速度最大可提升1.99倍。

关键词：深度神经网络分布式训练同步数据并行梯度压缩层梯度合并

基于臭气测定值的渗滤液恶臭浓度机器学习预判模型

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环境科学学报 2024年第4期44卷 440-448页

作者：贺子君黄川江远琰重庆大学环境与生态学院重庆400044 重庆大学煤矿灾害动力与控制国家重点实验室重庆400044

为了评估生活垃圾运输过程中,发酵垃圾渗滤液中气味浓度的变化.采用控温发酵对含水量不同的渗滤液样本进行处理,并应用仪器测量与人工嗅辨相结合的方法来确定气味浓度.结果表明,仪器测量结果与人工嗅辨值之间存在显著的相关性(r=0.916)... 详细信息

为了评估生活垃圾运输过程中,发酵垃圾渗滤液中气味浓度的变化.采用控温发酵对含水量不同的渗滤液样本进行处理,并应用仪器测量与人工嗅辨相结合的方法来确定气味浓度.结果表明,仪器测量结果与人工嗅辨值之间存在显著的相关性(r=0.916),从而验证了所采用方法的有效性.进一步地,研究分析了水分含量、温度和发酵时间对气味浓度的具体影响.通过比较随机森林、XGboost和LightGBM等先进机器学习模型的性能,使用MAE、MSE、MAPE等评价指标后,确认随机森林模型在预测气味浓度方面的优越性.这些结果为理解和控制垃圾处理过程中的气味扩散提供了实用的参考,并为机器学习技术在环境科学研究中的应用奠定了基础.

关键词：臭气测定值渗滤液机器学习随机森林

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基于图卷积的局部特征细化动作识别方法

计算机工程 2024年

作者：贺子泽战荫伟广东工业大学计算机学院

动作识别是计算机视觉领域一个重要研究方向。目前，主流方法在局部动作特征上的关注度不够。部分动作识别方法为关注局部动作特征，将预定义的人体骨架拆分成左右手、左右腿等多个部分。但是，这些部分包含的骨架关键点较少，使得动作... 详细信息

动作识别是计算机视觉领域一个重要研究方向。目前，主流方法在局部动作特征上的关注度不够。部分动作识别方法为关注局部动作特征，将预定义的人体骨架拆分成左右手、左右腿等多个部分。但是，这些部分包含的骨架关键点较少，使得动作特征较为相似，导致识别效率较低。此外，已有基于局部动作特征的动作识别方法，没有充分考虑全局姿态特征，模型识别准确率不稳定。为解决上述问题，本文提出基于图卷积的局部特征细化动作识别方法。方法将预定义人体骨骼拓扑图划分为身体、上下肢，加强模型关注局部动作特征的能力。同时，设计局部特征细化器，采用对比学习策略，扩大不同种类动作的局部动作特征差异，缩小同类动作之间的差异，解决因划分策略造成的动作特征相似的问题。在此基础上，将上下肢与身体的分类结果相结合，充分利用全局姿态特征，提高模型的稳定性。实验结果显示，在NTU60两个基准数据集XSub、XView的识别准确率分别为93.0%和98.8%。在NTU120两个基准数据集XSub、XSet的识别率分别为88.8%和90.1%。因此，本文所提出的动作识别方法能够有效提高动作识别的准确度。

关键词：动作识别对比学习骨骼关键点预定义骨骼拓扑局部特征细化

从虚拟礼物到概率游戏:秀场直播平台“惊喜盒子”的交换网络与不确定性文化

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中国青年研究 2024年第2期 24-34页

作者：王喆贺果沙复旦大学新闻学院浙江传媒学院新闻与传播学院浙江传媒学院

近几年,秀场直播平台中产生了基于概率游戏的“惊喜盒子”,这一数字媒介物背后代表着平台经济机制的转向和一种新的直播文化。“惊喜盒子”介入直播打赏机制,直播间的虚拟礼物变为了玩物,不确定性的概率游戏掩盖了虚拟玩物背后的流动性... 详细信息

近几年,秀场直播平台中产生了基于概率游戏的“惊喜盒子”,这一数字媒介物背后代表着平台经济机制的转向和一种新的直播文化。“惊喜盒子”介入直播打赏机制,直播间的虚拟礼物变为了玩物,不确定性的概率游戏掩盖了虚拟玩物背后的流动性和操纵性。本研究以“惊喜盒子”为主要研究对象,采取深度访谈法和参与式观察法探析秀场直播平台中多元行动者网络的变化。本研究发现“惊喜盒子”这一数字媒介物成了超越主播的能动者,进行更为生动、刺激的概率表演;平台以概率机制将各类青年用户引入平台“迷境”之中,以运气话语遮蔽权力,影响了平台内青年劳动者的参与形式。作为概率游戏的“惊喜盒子”促成了行动者网络中新机会、新关系、新主体的出现,促成了一场流动结构、机会资本和不确定性文化的共谋。

关键词：秀场直播礼物经济媒介物游戏化

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基于图像识别估算碎裂岩崩体积方法研究

水文地质工程地质 2024年第3期51卷 140-148页

作者：黄祥黄健贺子城王豪中国建筑西南勘察设计研究院有限公司四川成都610052 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059 中国电建集团西北勘测设计研究院陕西西安710065

西南山区碎裂岩崩灾害频发,为了准确模拟岩崩运动过程,量化岩崩风险大小,必须明确崩塌体体积,但目前尚无一种有效且可靠的碎裂岩崩体积估算方法。基于此,提出一种基于图像识别技术的碎裂岩崩体积精细估算方法,并以2020年雅西高速石棉姚... 详细信息

西南山区碎裂岩崩灾害频发,为了准确模拟岩崩运动过程,量化岩崩风险大小,必须明确崩塌体体积,但目前尚无一种有效且可靠的碎裂岩崩体积估算方法。基于此,提出一种基于图像识别技术的碎裂岩崩体积精细估算方法,并以2020年雅西高速石棉姚河坝崩塌为例进行应用与验证。通过现场实测与无人机贴近摄影测量方法,确定岩崩堆积区分区及采样区;利用图像处理开源软件(ImagePy),建立块体快速识别步骤,提取块体等效粒径、周长和面积等特征参数;构建基于块体体积分布的碎裂岩崩体积估算方法;以岩崩实例进行方法应用与验证。研究结果表明:(1)ImagePy软件对块体图像识别速度快、精度高;(2)获取的块体体积分布曲线与现场实测体积分布规律近一致;(3)姚河坝岩崩体积估算值占三维点云数据差分法获取体积近80%。综上,利用图像识别技术进行碎裂岩崩块体体积提取与体积估算的方法是可行的,并具有高效率与准确性优势,可应用于碎裂岩崩灾害快速评估与风险量化评价,统计的块体体积分布可为碎裂研究提供数据支撑。

关键词：岩崩堆积体图像识别粒径分布精细估算

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高性能异构加速器MiniGo算子优化方法

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 131-140页

作者：乔鹏贺周雨李荣春姜晶菲国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 国防科技大学并行与分布计算全国重点实验室湖南长沙410073

根据高性能异构加速器的特性和MiniGo的训练模式提出了一种高效的并行计算方法。对片上计算资源进行合理规划,实现异构设备之间的流水并行优化;根据异构设备间存在共享存储段设计了共享内存编码模式,减少数据传输开销;根据数字信号处理... 详细信息

根据高性能异构加速器的特性和MiniGo的训练模式提出了一种高效的并行计算方法。对片上计算资源进行合理规划,实现异构设备之间的流水并行优化;根据异构设备间存在共享存储段设计了共享内存编码模式,减少数据传输开销;根据数字信号处理簇内具有多计算资源的特点结合算子计算-访存特性设计了不同的算子并行计算优化策略。同时,面向TensorFlow实现了一个易于使用的高性能计算库。实验结果显示,该方法实现了典型算子的多核并行计算。相对于单核,卷积算子加速比为24.69。相较于裁剪版8核FT2000+CPU,该方法训练和自博弈执行速度加速比分别为3.83和1.5。

关键词：异构计算算子优化卷积神经网络强化学习

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基于新一代几何技术规范的装配误差建模

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 118-128页

作者：杨朝晖高天石李崇赫贺子力西北工业大学航空学院陕西西安710072 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

针对由于公差设计不合理而导致的服役于复杂工况的机械装备性能下降等问题,提出一种综合考虑制造与装配误差的机械产品装配精度分析方法。该方法首先利用有限元分析机械装备零部件装配误差导致的变形,并提取发生形变的关键特征面;然后... 详细信息

针对由于公差设计不合理而导致的服役于复杂工况的机械装备性能下降等问题,提出一种综合考虑制造与装配误差的机械产品装配精度分析方法。该方法首先利用有限元分析机械装备零部件装配误差导致的变形,并提取发生形变的关键特征面;然后基于新一代几何技术规范(GPS)将特征面的变形转化为尺寸与形位公差数据,并与设计公差进行叠加,实现变形—误差—公差的转换;随后基于雅可比旋量理论,构建综合考虑制造与装配误差的公差分析模型支撑机械装备的公差精量化设计;最后以某型机载作动筒为工程应用对象,对比分析了是否考虑受力变形条件下装配精度分析的结果差异,结果显示该方法相较于原有方法具有更高的计算准确性,能为精密机械产品精度设计提供更加准确的指导。

关键词：雅可比旋量变形公差建模修正矩阵装配精度分析

配置SMA的预应力自复位混合钢框架抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 34-43页

作者：张还阳周绪红柯珂贺修樟重庆大学土木工程学院重庆400045

为提升钢框架结构的抗震性能,将配置形状记忆合金(SMA)的预应力自复位混合节点引入钢框架结构。基于已有试验数据,采用有限元分析软件OpenSees建立能准确模拟节点滞回性能的简化模型。在此基础上,进一步建立考虑预应力索和SMA螺栓断裂... 详细信息

为提升钢框架结构的抗震性能,将配置形状记忆合金(SMA)的预应力自复位混合节点引入钢框架结构。基于已有试验数据,采用有限元分析软件OpenSees建立能准确模拟节点滞回性能的简化模型。在此基础上,进一步建立考虑预应力索和SMA螺栓断裂失效的钢框架模型。通过静力推覆分析、非线性时程分析和易损性分析对配置SMA的预应力自复位混合钢框架的抗震性能进行评估。分析结果表明:混合钢框架结构呈现出三折线旗帜形滞回特征,并具有优良的自复位性能;相较于仅配置预应力索的自复位钢框架结构,混合钢框架结构具有更好的抗倒塌性能和自复位性能,其倒塌裕度比提高50%,损伤裕度比最大提高55%。基于等效单自由度体系进行非线性谱分析,证实了在结构中同时利用SMA螺栓和预应力索形成互补,可有效降低结构的非线性地震需求,从材料-结构一体化的视角揭示了混合钢框架的抗震机理。

关键词：自复位混合钢框架形状记忆合金材料-结构一体化易损性分析非线性谱分析抗震性能

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一种新型转接半密闭式吸痰装置的设计与应用

中华危重病急救医学 2024年第4期36卷 422-424页

作者：刘秀梅贺素蕊大连医科大学附属第一医院重症医学科辽宁大连116011

吸痰是清除呼吸道分泌物和留取痰液标本的必要措施。传统吸痰装置包括开放式和密闭式两种。然而,开放式吸痰装置在操作过程中容易导致痰液喷溅,污染操作者及周围环境;密闭式吸痰装置的价格较开放式吸痰装置更高,虽可重复使用,但多次使... 详细信息

吸痰是清除呼吸道分泌物和留取痰液标本的必要措施。传统吸痰装置包括开放式和密闭式两种。然而,开放式吸痰装置在操作过程中容易导致痰液喷溅,污染操作者及周围环境;密闭式吸痰装置的价格较开放式吸痰装置更高,虽可重复使用,但多次使用后其保护套与吸痰管壁之间的摩擦力增加,进而影响操作。上述两种吸痰方式在进行痰液标本留取时均需额外连接痰液收集器,这一过程容易造成标本泄露污染,同时增加患者感染风险。为了克服上述问题,大连医科大学附属第一医院重症医学科的医护人员设计了一种新型转接半密闭式吸痰装置,并获得了国家实用新型专利(专利号:ZL 202021564712.3)。该装置由吸引器连接口、滑动式负压开关、转接口、管身、透明薄膜保护套、夹片式连接头和痰液收集器组成。吸引器连接口处滑动式负压开关可实现单人单手操作;痰液收集器与吸痰装置转接口对接,做到标本留取无暴露;透明薄膜保护套覆盖吸痰管的管身,以确保吸痰操作全程无污染;夹片式连接头可与人工气道接口连接,避免吸痰过程中痰液喷溅,操作后即刻夹闭,减少环境污染。与现有吸痰装置相比,新型转接半密闭式吸痰装置设计更合理、成本更低廉,值得临床推广。

关键词：转接半密闭式吸痰装置吸痰痰标本