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基于加权多核子空间聚类的图像分割方法

北京邮电大学学报 2023年第3期46卷 78-83页

作者：张小乾王潇薛旭倩谈振蒲磊西南科技大学信息工程学院绵阳621010 复旦大学计算机科学与技术学院上海200082

为了解决单核子空间聚类算法在图像分割任务中无法较好地处理数据非线性结构和噪声等问题,提出了一种基于非凸低秩子空间聚类的图像分割方法。首先,采用自适应形态学重构种子分割方法对梯度图像进行逐点最大值运算,将图像预分割为不同... 详细信息

为了解决单核子空间聚类算法在图像分割任务中无法较好地处理数据非线性结构和噪声等问题,提出了一种基于非凸低秩子空间聚类的图像分割方法。首先,采用自适应形态学重构种子分割方法对梯度图像进行逐点最大值运算,将图像预分割为不同区域大小的超像素图像,弥补了超像素分割算法过度分割的缺陷;其次,对超像素块进行颜色特征提取,并堆叠成数据矩阵输入到多核子空间聚类算法中;再根据子空间表示求解系数矩阵,进而构造出亲和矩阵;最后,输入谱聚类中得到最终的分割结果。在公共数据集上的对比实验结果表明,所提方法取得了最佳的聚类性能和分割效果。

关键词：子空间聚类图像分割多核超像素

顾及样本优化选择的多核支持向量机滑坡灾害易发性分析评价

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测绘学报 2022年第10期51卷 2034-2045页

作者：刘纪平梁恩婕徐胜华刘猛猛王勇张福浩罗安中国测绘科学研究院北京100036 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 河南省科学院地理研究所河南郑州450052

滑坡灾害易发性分析评价对地质灾害的防治与管理具有重要意义。针对滑坡灾害样本选择策略,单核支持向量机多特征映射不合理的问题,本文提出顾及样本优化选择的多核支持向量机(multiple kernel support vector machine,MKSVM)滑坡灾害易... 详细信息

滑坡灾害易发性分析评价对地质灾害的防治与管理具有重要意义。针对滑坡灾害样本选择策略,单核支持向量机多特征映射不合理的问题,本文提出顾及样本优化选择的多核支持向量机(multiple kernel support vector machine,MKSVM)滑坡灾害易发性分析评价方法。为了保证样本平衡性并提高负样本的合理性,采用相对频率比(relative frequency,RF)综合评价各状态对于滑坡灾害易发性影响的重要程度,实现各评价因子状态的合理划分;利用确定性系数法(certainty factor,CF)计算各评价因子各状态分级影响滑坡灾害的敏感性,并在此基础上进行加权求和得到各栅格单元的滑坡灾害易发性指数,在滑坡灾害易发性指数极低和低易发区内随机选择与滑坡灾害点数目一致的非滑坡灾害点作为负样本数据。利用MKSVM对各特征空间最优核函数进行线性组合,解决了单一核函数映射不合理的问题,提高了模型的分类准确率和预测精度。以湖南省湘西土家族苗族自治州为研究区,从滑坡灾害易发性分区图、分区统计及评价模型精度3个方面对CF样本策略的MKSVM模型、CF样本策略的单核SVM模型、随机样本策略的MKSVM模型、随机样本策略的单核SVM模型进行了对比分析。结果表明,4种模型的受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)下的面积(area under curve,AUC)分别为0.859、0.809、0.798、0.766,验证了CF样本策略的合理性、有效性及MKSVM模型的可靠性。

关键词：滑坡易发性确定性系数多核支持向量机

线性树模型的Sporadic任务多核调度方法研究

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西北工业大学学报 2022年第4期40卷 935-943页

作者：黄姝娟李天森马志昊肖锋西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710021

当前大多数的实时周期任务的调度模型都是以相互独立的固定周期任务为中心,很少考虑周期允许变化的任务模型以及处理器在调度过程中的模型。针对Sporadic实时周期任务,设计了一种基于线性树(line tree,LT)的任务模型和处理器模型,并提... 详细信息

当前大多数的实时周期任务的调度模型都是以相互独立的固定周期任务为中心,很少考虑周期允许变化的任务模型以及处理器在调度过程中的模型。针对Sporadic实时周期任务,设计了一种基于线性树(line tree,LT)的任务模型和处理器模型,并提出了任务线性树(task line tree,TLT)模型到处理器线性树(processer line tree,PLT)模型的转化算法。该算法将所有实时周期任务的最小公倍数作为层数基准,根据完整job替换法则,利用迁移job的节点替换同层的非迁移job的空节点,利用任务周期可变,job可提前发布的情况达到最优的多核调度结果。实验结果表明,所提方法相比PEDF、GEDF以及RMFF算法,不仅具有较高的核利用率和较低的时限丢失率,同时减少了上下文切换次数和迁移次数。

关键词：多核实时调度线性树调度模型调度算法

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多核环境下基于图模型的实时规则调度方法

软件学报 2019年第2期30卷 481-494页

作者：王娟娟乔颖熊金泉王宏安中国科学院软件研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 南昌师范学院数学与计算机科学系江西南昌330032

安全攸关反应式系统的核心要求是:必须在指定时间期限内完成对外部事件的检测和目标事件的响应,否则会产生灾难性的后果.随着安全攸关反应式系统对智能化需求的日益增加,将规则推理应用于这类系统成为必然趋势.规则调度是保证规则推理... 详细信息

安全攸关反应式系统的核心要求是:必须在指定时间期限内完成对外部事件的检测和目标事件的响应,否则会产生灾难性的后果.随着安全攸关反应式系统对智能化需求的日益增加,将规则推理应用于这类系统成为必然趋势.规则调度是保证规则推理硬实时约束的关键.为此,提出了一种基于图模型的实时规则调度方法(graph-based real-time rule scheduling,简称GBRRS).该方法对基于事件图的实时规则推理过程进行建模,提出了基于图的端到端推理任务模型,并给出了端到端推理任务的调度算法,保证了规则调度的安全性.采用模拟实验对GBRRS方法进行了验证,实验结果表明,与DM-EDF方法(通过直接映射把规则上的推理操作转成推理任务后,用全局EDF算法对其进行调度的方法)相比,GBRRS方法在规则调度成功率上平均高出13%～15%,且在规则集的平均负载较高时,仍保持着80%以上的调度成功率.

关键词：多核安全攸关实时推理规则推理规则调度

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多核超图神经网络单细胞分类算法

计算机应用与软件 2023年第9期40卷 303-307,340页

作者：李荣远龙法宁广西师范大学计算机科学与工程学院广西桂林541004 玉林师范学院计算机科学与工程学院广西玉林537000

单细胞RNA测序技术将大量基因表达谱测序出来,识别细胞类型或转录标记成为研究重点。基于聚类方法假定聚类中所有细胞属于同一类型,因此可进行集群标记,但这种假设通常是错误的,集群中除了主要细胞类型外,还包含少量占比的多种细胞类型... 详细信息

单细胞RNA测序技术将大量基因表达谱测序出来,识别细胞类型或转录标记成为研究重点。基于聚类方法假定聚类中所有细胞属于同一类型,因此可进行集群标记,但这种假设通常是错误的,集群中除了主要细胞类型外,还包含少量占比的多种细胞类型,所以设计一种细胞类型分类器很有必要。基于此,提出一种基于特征选择的多核超图神经网络分类方法(HVG-MHGNN)。对单细胞数据进行预处理,选择高度变异基因(HVG);构造多种相似距离进行多核合并;构建超图学习模型;采用多类型scRNA-seq数据集验证该方法。实验结果表明,与主流分类方法scPred、原始超图HGNN和多核HVG-MHGNN对比,HVG-MHGNN在单细胞数据集上准确率及时间效率都有所提升。

关键词： scRNA-sq HVG-MHGNN 超图分类多核

多核网络分组处理系统的数据分段卸载发送机制

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国防科技大学学报 2019年第3期41卷 36-41页

作者：杨惠李韬吕高锋全巍戴幻尧国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 中国洛阳电子装备试验中心河南洛阳471003

为摆脱对商用网卡的依赖,降低软硬件复杂度,提出通用多核网络分组处理系统,构建面向大报文高速分组转发应用的软硬件协同数据分段卸载发送机制,并实现原型系统。该机制基于轻量级输入输出的软硬件协同多核分组处理系统,以降低大报文切... 详细信息

为摆脱对商用网卡的依赖,降低软硬件复杂度,提出通用多核网络分组处理系统,构建面向大报文高速分组转发应用的软硬件协同数据分段卸载发送机制,并实现原型系统。该机制基于轻量级输入输出的软硬件协同多核分组处理系统,以降低大报文切分、拷贝开销以及软硬件复杂度为目的,把实现切分报文、封装报文头以及校验功能中硬件实现复杂的部分卸载到驱动中,将分段报文数据拷贝缩减为新报文头的拷贝,结合链式直接内存存取技术,为多核实现高速的大报文分组转发提供有效的解决方案。基于国产通用多核和高性能现场可编程门阵列平台进行发送性能测试。测试结果表明:采用数据分段卸载发送机制能大幅提升报文发送性能,有效解决大报文引发的多核网络分组处理性能下降的问题。

关键词：大报文分组转发多核软硬件协同

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多核共享cache确定性技术

计算机工程与设计 2022年第11期43卷 3079-3084页

作者：虞保忠周霆李运喜黄凡帆中航工业西安航空计算技术研究所第三研究室陕西西安710010

为解决多核共享cache竞争冲突引发的确定性问题,研究多核共享cache确定性缓解技术,提出针对多核实时系统的共享cache确定性缓解方法。通过硬件和软件协同方式,以软件配置方式,利用cache硬件分区和cache软件分区方法,优化存储空间管理,... 详细信息

为解决多核共享cache竞争冲突引发的确定性问题,研究多核共享cache确定性缓解技术,提出针对多核实时系统的共享cache确定性缓解方法。通过硬件和软件协同方式,以软件配置方式,利用cache硬件分区和cache软件分区方法,优化存储空间管理,避免多核访问同一cache空间,减少多核共享cache竞争。创新点在于设计平台无关的核间cache隔离,在多核实时操作系统中设计和实现,并在国产和国外多核处理器上进行测试验证。实现结果表明,经过确定性缓解后,能够达到共享cache确定性效果,提高多核并行的确定性。

关键词：多核共享cache 确定性并行实时系统竞争冲突分区

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面向多核的并发HTM空间池算法

小型微型计算机系统 2022年第9期43卷 1886-1893页

作者：牛德姣周时颉蔡涛杨乐李雷江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

层级时序记忆(Hierarchical Temporal Memory,HTM)是一种模拟生物大脑皮层结构的神经形态机器学习算法.由于HTM空间池(Spatial Pooler,SP)训练时需要搜索整个模型空间查找活跃微柱,算法时间复杂度高且不适用现有方法进行加速.针对此,本... 详细信息

层级时序记忆(Hierarchical Temporal Memory,HTM)是一种模拟生物大脑皮层结构的神经形态机器学习算法.由于HTM空间池(Spatial Pooler,SP)训练时需要搜索整个模型空间查找活跃微柱,算法时间复杂度高且不适用现有方法进行加速.针对此,本文提出了面向多核的并发HTM空间池算法,利用多核处理器的并发计算能力将空间池的训练分布在多个计算核心上并行完成,以加快查找速度,减少训练所需的时间开销.所提出的空间池训练方法包括基于分区的微柱激活策略和并发的近端树突调整算法.在多核大数据平台Phoenix上实现了面向多核的并发HTM(Multicore Concurrent Hierarchical Temporal Memory,MCHTM)空间池算法原型,并使用NYC-Taxi、NAB和MNIST数据集进行了测试.实验结果表明,MCHTM相较于HTM,在NYC-Taxi、NAB和MNIST数据集上空间池的训练时间开销分别降低97.29%、97.25%和96.29%,预测准确率分别提高3.28%、1.83%和0.91%.相同训练时间开销下,相较于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM),MCHTM在NYC-Taxi和NAB数据集上均方根误差分别降低0.1266和0.089,在MNIST数据集上准确率提高0.42%.

关键词：层级时序记忆空间池并发多核 Phoenix

多核Web服务器中基于分配矩阵的动态请求调度算法

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电子与信息学报 2016年第9期38卷 2188-2193页

作者：尤国华陈骏君赵英北京化工大学信息中心北京100029

为了构建高性能的Web服务器,充分利用Web服务器中多核处理器的性能成为关键。传统的先到先服务策略没有考虑多核处理器的特点,不能充分利用多核处理器的性能。为解决此问题,该文提出一种基于分配矩阵的动态请求调度算法。该算法充分考... 详细信息

为了构建高性能的Web服务器,充分利用Web服务器中多核处理器的性能成为关键。传统的先到先服务策略没有考虑多核处理器的特点,不能充分利用多核处理器的性能。为解决此问题,该文提出一种基于分配矩阵的动态请求调度算法。该算法充分考虑了多核处理器的特点,可将同类动态请求动态分配至同一个处理器核心,提高了Web服务器处理动态请求的速度。仿真实验结果表明,采用该算法的Web服务器在自相似性、平均响应时间、丢包率等方面均优于传统的先到先服务算法。

关键词： Web服务器多核动态请求:调度