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求解多模概率分布Gamma混合模型的半EM算法

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计算机应用 2024年

作者：陈佳琪何玉林成英超黄哲学深圳大学计算机与软件学院人工智能与数字经济广东省实验室(深圳)

期望最大化(EM)算法在混合模型参数估计中发挥着重要作用，但现有的EM算法在求解Gamma混合模型(GaMM)参数时存在局限性，主要体现在因近似计算导致低质量的参数估计，以及由于大量数值计算造成的计算效率低下问题。为克服这些局限，并... 详细信息

期望最大化(EM)算法在混合模型参数估计中发挥着重要作用，但现有的EM算法在求解Gamma混合模型(GaMM)参数时存在局限性，主要体现在因近似计算导致低质量的参数估计，以及由于大量数值计算造成的计算效率低下问题。为克服这些局限，并充分利用数据的多模性质，提出了一种半EM(Semi-EM)算法，以求解用于估计多模概率分布的GaMM。首先，该算法通过聚类探测数据的空间分布特性，用以初始化Ga MM参数，进而更准确地刻画数据的多模性。其次，在EM算法框架的基础上，对于缺乏封闭更新表达式而导致的参数更新困难问题，采用自定义的启发式策略对Ga MM形状参数进行更新，使其朝着最大化对数似然的方向逐步调整，同时以封闭形式更新其余参数。经过一系列具有说服力的实验，验证了所提出的Semi-EM算法的可行性、合理性和有效性。实验结果表明，Semi-EM算法在精确估计多模概率分布方面优于与之对比的四种算法，具体表现在Semi-EM算法具有更低的误差指标以及更高的对数似然值，表明该算法能够提供更准确的模型参数估计，从而更精确地刻画数据的多模性质。

关键词：多模概率密度函数 Gamma混合模型期望最大化算法聚类对数似然函数

界面密度对城市街道自然通风和污染扩散影响的数值模拟

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第9期49卷 1672-1682页

作者：刘稳黄正东詹庆明邵振峰赵福云郭仁忠深圳大学建筑与城市规划学院智慧城市研究院广东深圳518060 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东深圳518060 武汉大学城市设计学院湖北武汉430072 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

在完全过渡到绿色交通之前,由高密度建设和车辆尾气排放直接引起的城市街道空气污染问题是城市大气污染治理的一个重要议题。针对城市街道设计管控中界面密度这一重要形态参数,构建典型城市街道空气流动和污染扩散的三维数值模型,利用... 详细信息

在完全过渡到绿色交通之前,由高密度建设和车辆尾气排放直接引起的城市街道空气污染问题是城市大气污染治理的一个重要议题。针对城市街道设计管控中界面密度这一重要形态参数,构建典型城市街道空气流动和污染扩散的三维数值模型,利用计算流体力学模拟方法研究界面密度对城市街道自然通风和空气质量的影响,并评估不同界面密度下城市街道自然通风性能和污染扩散能力。研究表明,街道任意一侧界面密度降低,整体上均有利于城市街道自然通风性能和污染扩散能力的提升,而相比街道下游,上游界面密度降低对街道通风环境和空气质量的改善效果更为显著;建筑布局形式对不同界面密度下城市街道整体空气流动和污染扩散的影响具有临界效应,该临界的上游界面密度约为0.8;相比对称式布局,采用错列式布局更有利于提升街道自然通风性能和污染扩散能力,从而促进街道空间空气流通和环境品质改善。

关键词：界面密度街道设计自然通风计算流体动力学模拟空气污染建筑布局

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基于节点抽样的分布式二阶段聚类方法

计算机科学 2024年

作者：张曼静何玉林李旭黄哲学人工智能与数字经济广东省实验室(深圳) 深圳大学计算机与软件学院

针对大数据聚类中存在的计算资源消耗大、聚类效率低的问题，提出了一种新的基于节点抽样的分布式二阶段聚类方法。新方法首先在各个本地节点对节点上的数据执行局部聚类操作，并基于局部聚类结果从每个节点中抽取代表性的数据样本，然... 详细信息

针对大数据聚类中存在的计算资源消耗大、聚类效率低的问题，提出了一种新的基于节点抽样的分布式二阶段聚类方法。新方法首先在各个本地节点对节点上的数据执行局部聚类操作，并基于局部聚类结果从每个节点中抽取代表性的数据样本，然后将各节点选定的样本数据传输至中央节点。之后，在中央节点上，对合并的样本数据进行进一步的聚类分析，并将样本聚类的结果传输回各个本地节点。最后，各本地节点结合自身的局部聚类结果和中央节点的样本聚类结果，完成最终的聚类标签统一。通过以上流程，新方法实现了对集中式聚类算法的分布式改造，能够快速一致地完成对全局数据的聚类分析。理论分析和数值实验均表明，与传统的全量数据集中式聚类方法相比，二阶段聚类方法有效地结合了并行处理的高效性和集成分析的准确性，在保证聚类质量的前提下能够显著降低计算资源的消耗，是一种可行的大数据聚类分布式解决方案。

关键词：大数据聚类分布式计算节点抽样并行计算二阶段聚类

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太阳爆发活动起源的基本理论与数值建模

中国科学:地球科学 2024年

作者：江朝伟哈尔滨工业大学(深圳)深圳市空间风暴数字预报重点实验室

太阳爆发活动,主要包括太阳耀斑和日冕物质抛射,是灾害性空间天气的驱动源.太阳爆发活动本质上是储存于太阳日冕中的磁能突发性剧烈释放的表现.然而,由于日冕的三维磁场难以测量,太阳爆发的产生机制一直以来都是学术争论、观点碰撞的热... 详细信息

太阳爆发活动,主要包括太阳耀斑和日冕物质抛射,是灾害性空间天气的驱动源.太阳爆发活动本质上是储存于太阳日冕中的磁能突发性剧烈释放的表现.然而,由于日冕的三维磁场难以测量,太阳爆发的产生机制一直以来都是学术争论、观点碰撞的热点问题.目前已提出的多种太阳爆发理论模型大致可以归结为两类:一类假设在爆发前存在磁通量绳结构,并通过磁流体力学理想不稳定性产生爆发;另一类直接基于剪切磁场的内部磁重联产生爆发.还有一些结合了理想不稳定性和磁重联以及磁浮现驱动作用的混合模型.基于求解刻画日冕宏观动力学的磁流体力学(MHD)方程的数值模拟,是检验这些理论模型的“试金石”.本文回顾了太阳爆发主要理论模型的发展逻辑,强调使用三维MHD模拟检验理论模型的重要性.本文进一步关注近年来采用观测数据驱动的数值模拟针对真实太阳爆发事件进行建模的研究趋势,这些研究能够揭示现有理论模型无法刻画的复杂性,成为帮助更深入地分析太阳爆发产生机制的重要方法.

关键词：日冕物质抛射太阳耀斑日冕磁场磁流体力学数值模拟

飞秒激光直写多芯FBG及耦合波导的二维矢量位移传感研究

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中国激光 2024年

作者：樊宇包维佳廖常锐王义平深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室人工智能与数字经济广东省实验室(深圳)

本文提出了一种利用单通道测量多路信号的多芯FBG二维矢量位移传感结构，该传感结构的主体基于飞秒激光直写技术制备。通过在多芯光纤的中间芯和侧芯中分别刻写FBG，并进一步制备能够连接中间芯与侧芯的直耦合波导，可以实现单个纤芯复... 详细信息

本文提出了一种利用单通道测量多路信号的多芯FBG二维矢量位移传感结构，该传感结构的主体基于飞秒激光直写技术制备。通过在多芯光纤的中间芯和侧芯中分别刻写FBG，并进一步制备能够连接中间芯与侧芯的直耦合波导，可以实现单个纤芯复用多路传感光信号的功能，因此能够避免扇入扇出器件的使用。基于该传感结构，进行了方向角为0-360°的二维矢量位移传感测试，并对方向角的测试结果进行了计算重构，比较了实际施加角度与计算重构角度之间的误差。并且，测试了传感器在不同位移量大小下的方向响应，结果表明传感器始终遵循着近似正弦分布的方向响应。最后，测试了传感器在不同方向角下的位移响应，得到最大位移灵敏度约为0.28 nm/mm。

关键词：矢量位移传感飞秒激光直写多芯光纤光纤布拉格光栅波导

视网膜内界膜的结构和生理功能及其在相关疾病中的作用

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中华实验眼科杂志 2024年第5期42卷 478-482页

作者：梁佳(综述) 陈璐张少冲(审校) 深圳市眼科医院眼底病科暨南大学附属深圳眼科医院深圳市眼病防治研究所深圳518040

内界膜是Müller细胞基底膜、少量胶质细胞组成的半透明均质膜。内界膜组分中的α胶原蛋白、硫酸盐蛋白糖、层粘连蛋白等在视网膜基底膜和视网膜神经血管的发育以及视网膜屏障的形成中发挥着重要作用,其成分结构以及理化性质的病理改变... 详细信息

内界膜是Müller细胞基底膜、少量胶质细胞组成的半透明均质膜。内界膜组分中的α胶原蛋白、硫酸盐蛋白糖、层粘连蛋白等在视网膜基底膜和视网膜神经血管的发育以及视网膜屏障的形成中发挥着重要作用,其成分结构以及理化性质的病理改变与许多玻璃体视网膜疾病的发生发展息息相关。目前,内界膜剥除术可有效解除残留玻璃体皮质对视网膜的牵拉,预防术后黄斑前膜的生成,被广泛用于内界膜相关疾病,但仍存在视网膜微结构和生理功能受损等问题。因此,多种内界膜改良术也应运而生,包括保留中心凹的内界膜剥除、内界膜翻转、自体内界膜移植等。本文就内界膜的理化性质、生理功能、相关疾病中的病理改变及内界膜相关的手术方式进行综述,旨在加深对内界膜的认识,为临床相关疾病的诊疗提供帮助。

关键词：内界膜理化性质生理功能病理改变手术方式

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基于深度学习的代码生成方法研究进展

软件学报 2024年第2期35卷 604-628页

作者：杨泽洲陈思榕高翠芸李振昊李戈吕荣聪哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院广东深圳518055 华为技术有限公司广东深圳518129 北京大学信息科学技术学院北京100871 香港中文大学计算机与工程系中国香港99907

关注根据自然语言描述生成相关代码片段的代码生成(code generation)任务.在软件开发过程中,开发人员常常会面临两种情形.一种是通用功能的实现,需要开发人员编写大量重复且技术含量较低的代码;另一种是依赖于特定任务要求,需要开发人... 详细信息

关注根据自然语言描述生成相关代码片段的代码生成(code generation)任务.在软件开发过程中,开发人员常常会面临两种情形.一种是通用功能的实现,需要开发人员编写大量重复且技术含量较低的代码;另一种是依赖于特定任务要求,需要开发人员查询文档或使用其他工具才能完成的代码编写工作.代码生成作为最直接辅助开发人员完成编码的工作受到学术界和工业界的广泛关注.让机器理解用户需求,自行完成程序编写也一直是软件工程领域重点关注的问题之一.近年来,随着深度学习在软件工程领域任务中的不断发展,尤其是预训练模型的引入使得代码生成任务取得了十分优异的性能.系统梳理当前基于深度学习的代码生成相关工作,并将目前基于深度学习的代码生成方法分为3类:基于代码特征的方法、结合检索的方法以及结合后处理的方法.第1类是指使用深度学习算法利用代码特征进行代码生成的方法,第2类和第3类方法依托于第1类方法进行改进.依次对每一类方法的已有研究成果进行系统的梳理、分析与总结.除此之外,汇总并分析已有的代码生成工作中常用的语料库与评估方法,以便于后续研究进行实验设计.最后,对代码生成方法研究进展进行总结,并针对未来值得关注的研究方向进行展望.

关键词：代码生成深度学习代码检索后处理机器翻译

影像学技术在发育性髋关节发育不良诊断中的研究进展

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中国医学影像学杂志 2024年第8期32卷 860-864页

作者：陈笑一张双双许娜深圳市儿童医院超声科广东深圳518000

发育性髋关节发育不良(DDH)是婴幼儿常见的髋关节疾病。近年来已证实早期诊断及治疗能减少并发症的发生,避免致残。随着对DDH诊断的重视程度增加,超声及X线应用于婴儿DDH疾病筛查,CT评估股骨头于髋臼位置关系指导手术治疗,MRI反应髋关... 详细信息

发育性髋关节发育不良(DDH)是婴幼儿常见的髋关节疾病。近年来已证实早期诊断及治疗能减少并发症的发生,避免致残。随着对DDH诊断的重视程度增加,超声及X线应用于婴儿DDH疾病筛查,CT评估股骨头于髋臼位置关系指导手术治疗,MRI反应髋关节软组织情况为手术提供信息并可进行术后效果随访。除常规影像技术,各种新型影像技术也开展应用于DDH诊疗服务。本文总结各影像技术诊断DDH的方式及研究进展。

关键词：发育性髋关节发育不良超声检查 X线磁共振成像人工智能

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语音深度伪造及其检测技术研究进展

中国图象图形学报 2024年第8期29卷 2236-2268页

作者：许裕雄李斌谭舜泉黄继武广东省智能信息处理重点实验室深圳518060 深圳市媒体信息内容安全重点实验室深圳518060 深圳大学电子与信息工程学院深圳518060 深圳大学计算机与软件学院深圳518060

语音深度伪造技术是利用深度学习方法进行合成或生成语音的技术。人工智能生成内容技术的快速迭代与优化,推动了语音深度伪造技术在伪造语音的自然度、逼真度和多样性等方面取得显著提升,同时也使得语音深度伪造检测技术面临着巨大挑战... 详细信息

语音深度伪造技术是利用深度学习方法进行合成或生成语音的技术。人工智能生成内容技术的快速迭代与优化,推动了语音深度伪造技术在伪造语音的自然度、逼真度和多样性等方面取得显著提升,同时也使得语音深度伪造检测技术面临着巨大挑战。本文对语音深度伪造及其检测技术的研究进展进行全面梳理回顾。首先,介绍以语音合成(speech synthesis,SS)和语音转换(voice conversion,VC)为代表的伪造技术。然后,介绍语音深度伪造检测领域的常用数据集和相关评价指标。在此基础上,从数据增强、特征提取和优化以及学习机制等处理流程的角度对现有的语音深度伪造检测技术进行分类与深入分析。具体而言,从语音加噪、掩码增强、信道增强和压缩增强等数据增强的角度来分析不同增强方式对伪造检测技术性能的影响,从基于手工特征的伪造检测、基于混合特征的伪造检测、基于端到端的伪造检测和基于特征融合的伪造检测等特征提取和优化的角度对比分析各类方法的优缺点,从自监督学习、对抗训练和多任务学习等学习机制的角度对伪造检测技术的训练方式进行探讨。最后,总结分析语音深度伪造检测技术存在的挑战性问题,并对未来研究进行展望。本文汇总的相关数据集和代码可在https://***/media-sec-lab/Audio-Deepfake-Detection访问。

关键词：语音深度伪造语音深度伪造检测语音合成(SS) 语音转换(VC) 人工智能生成内容(AIGC) 自监督学习对抗训练