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颜色认知中鸽外纹体对目标颜色的动态编码与解码研究

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颜色认知中鸽外纹体对目标颜色的动态编码与解码研究

作者：蒋震阳郑州大学

学位级别：硕士

鸟类拥有发达的视觉系统和卓越的视觉认知能力,是研究生物大脑视觉信息处理机制的常用模式动物。颜色作为表征物体特性的基本视觉信息之一,是鸟类感知外部目标所依赖的重要特征。外纹体是鸟类离顶盖通路中的高级脑区,被认为与视觉目标... 详细信息

鸟类拥有发达的视觉系统和卓越的视觉认知能力,是研究生物大脑视觉信息处理机制的常用模式动物。颜色作为表征物体特性的基本视觉信息之一,是鸟类感知外部目标所依赖的重要特征。外纹体是鸟类离顶盖通路中的高级脑区,被认为与视觉目标颜色信息的处理有关。目前,关于鸟类各级视觉核团对目标颜色编码的研究,多在麻醉状态下开展,尚缺乏关于清醒自由活动状态下,尤其是执行视觉认知任务时,鸟类外纹体对目标颜色编码与解码的研究。为此,本文以鸽子为研究对象,开展了基于目标颜色的视觉认知实验,采集了不同认知阶段鸽外纹体的多通道神经信号。从单通道局部场电位能量和多通道神经元集群网络两个角度,分析了外纹体对目标颜色的编码特性,并采用多个分类器验证了不同尺度特征在解码目标颜色中的贡献。具体开展的研究内容与成果如下:首先,设计并开发了基于啄击行为的鸟类视觉目标认知训练系统,完成了4只鸽子执行颜色延迟匹配任务的视觉认知训练,并将训练周期分为适应期、学习期和熟练期三个阶段,同步采集了不同阶段鸽子外纹体的多通道局部场电位信号(LFP),并完成了有效通道筛选、去除工频等预处理。其次,对鸽外纹体单通道的LFP进行时频分析,确定了视觉认知相关的响应时间窗与频带范围,发现外纹体单通道LFP能量对颜色的编码呈现动态性。通过提取目标呈现期间鸽外纹体单通道LFP的时频能量谱,发现γ频带(30-60 Hz)能量呈现明显的先增高后降低趋势。对不同颜色下0.2 s-0.5 s内该频段能量进行显著性差异检验,发现该区间内γ频带能量在不同颜色下的差异随着认知的强化趋于显著(适应期、学习期p>0.1,熟练期P编码呈现动态性。采用互信息和相干性分析,计算了两两通道间基于低γ频带LFP的功能连接强度,选取合适的阈值,构建了时域和频域尺度的脑功能连接网络,选取平均节点度作为评估脑网络全局特性的指标。结果发现,鸽外纹体脑功能网络的全局连接属性均呈现先下降后上升的动态变化趋势,表明神经元集群在刺激呈现初期通过稀疏连接的方式,高效地完成了视觉信息的编码,而这些连接属性对不同颜色无显著差异。最后,采用三种分类器对鸽外纹体单通道能量特征和脑功能网络特征的不同特征组合,进行解码分析。结果表明,脑功能网络特征也包含与视觉目标颜色相关的信息,并且基于互信息和基于频域相干性的功能网络特征所携带的信息有所不同。此外,解码效果也随视觉目标认知的熟练度呈现动态变化。

关键词：颜色认知局部场电位外纹体动态编码视觉解码

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基于动态编码的Hanabi游戏策略研究

基于动态编码的Hanabi游戏策略研究

作者：李沛华中科技大学

学位级别：硕士

随着人工智能和多智能体技术的发展,通信受限情况下的多智能体合作问题已成为人们关注的焦点。作为一种多人合作卡牌游戏,Hanabi游戏为研究多智能体间的交互提供了一个很好的场景。通过研究玩家在游戏中如何交流,探讨玩家传递信息的方式... 详细信息

随着人工智能和多智能体技术的发展,通信受限情况下的多智能体合作问题已成为人们关注的焦点。作为一种多人合作卡牌游戏,Hanabi游戏为研究多智能体间的交互提供了一个很好的场景。通过研究玩家在游戏中如何交流,探讨玩家传递信息的方式,不仅对人工智能理论发展起到推动作用,同时也能为现实中通信受限情况下的多智能体系统协同提供解决方案。论文对Hanabi游戏中玩家如何交流进行了研究。在对Hanabi游戏进行形式化建模的基础上,定义了玩家的认知并以此作为玩家交流协议的共识,同时对认知的影响因素及认知的更新等问题进行了探讨。在2人Hanabi游戏的策略研究中,设计了‘简单提示策略’和‘简单弃牌编码策略’,并针对交流协议中编码‘动作少,信息多’问题,利用游戏中玩家的认知,构建了适用于2人Hanabi游戏的‘动态弃牌编码策略’。在此基础上,通过完善玩家对游戏环境的观察与推理,以及对玩家间交流协议的内容和使用条件的修改,对‘动态弃牌编码策略’进行了优化。在3人(及3人以上)Hanabi游戏的策略研究中,分析了多人Hanabi游戏与2人游戏的差异,借鉴动态编码的思想,并利用玩家手牌形成的共识,设计了一种使用‘提示’动作传递信息的交流协议,构建了适用于3人Hanabi游戏的游戏策略——‘基于玩家手牌的动态提示编码策略’,并给出了该策略的行动算法和认知更新算法。论文所构建的‘动态弃牌编码策略’和‘基于玩家手牌的动态提示编码策略’,不仅思路简单,便于实现,能够形式化描述游戏过程中玩家间的信息传递,而且游戏实验表明:两种策略都得分较高,是简单有效的交流策略。

关键词： Hanabi 认知模型动态编码简单提示策略弃牌编码策略

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一种新的动态编码方法的研究

计算机工程 2005年第6期31卷 140-141,194页

作者：王竹荣崔杜武张毅坤王超学西安理工大学计算机科学与工程学院西安710048

提出了一种基于码表的动态编码的构建方法。利用知识对所求问题的指导和启发作用构建码表,有效地缩小了待求解问题的解空间,从而使遗传算法的搜索效率和获得最佳解的质量得到提高。文中分析了知识对编码效率的影响,最后通过工程优化设... 详细信息

提出了一种基于码表的动态编码的构建方法。利用知识对所求问题的指导和启发作用构建码表,有效地缩小了待求解问题的解空间,从而使遗传算法的搜索效率和获得最佳解的质量得到提高。文中分析了知识对编码效率的影响,最后通过工程优化设计的实例,说明动态编码技术的正确性和可行性。

关键词：遗传算法知识码表动态编码优化

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基于动态GA编码的柔性多状态开关选址策略

高电压技术 2020年第4期46卷 1171-1180页

作者：叶雨晴马啸林湘宁李卓陆翌丁超华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

采用新型电力电子技术的柔性多状态开关(soft open point, SOP)具有多种运行模式和调控功能,能够有效缓解当前我国配网下游线路电压低、重要负荷供电保障力度不足等问题。针对SOP选址问题,建立了互联配电网电压偏差最小化目标优化模型,... 详细信息

采用新型电力电子技术的柔性多状态开关(soft open point, SOP)具有多种运行模式和调控功能,能够有效缓解当前我国配网下游线路电压低、重要负荷供电保障力度不足等问题。针对SOP选址问题,建立了互联配电网电压偏差最小化目标优化模型,继而考虑SOP运行模式的多样性和可切换性提出了适用于互联配电网二端口SOP的动态编码策略,并应用改进后的定制化遗传算法对该复杂的混合整数非线性规划问题进行求解。仿真结果表明,所提算法在求解速度和优化效果上均优于传统遗传算法,优化所得的SOP选址方案具有更小的系统电压偏差量和更少的失电负荷功率,验证了SOP在电能质量改善、负荷柔性转供等方面的优越性和有效性。

关键词：配电网互联柔性多状态开关选址规划电压质量启发式算法动态编码

基于神经元颜色拮抗与动态编码的轮廓检测方法

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中国生物医学工程学报 2017年第5期36卷 520-528页

作者：胡钧皓范影乐李康群武薇杭州电子科技大学模式识别与图像处理实验室杭州310018

基于神经元的颜色拮抗特性及神经元群体的动态编码机制,实现对图像的轮廓检测。模拟视皮层下神经元的颜色单拮抗特性,引入单拮抗感受野的动态调节机制,以充分响应颜色边界和亮度边界;利用单细胞的树突极性分布,构建初级视皮层的双拮抗... 详细信息

基于神经元的颜色拮抗特性及神经元群体的动态编码机制,实现对图像的轮廓检测。模拟视皮层下神经元的颜色单拮抗特性,引入单拮抗感受野的动态调节机制,以充分响应颜色边界和亮度边界;利用单细胞的树突极性分布,构建初级视皮层的双拮抗神经元网络,实现对特定方位的视觉刺激响应,有效提取目标轮廓;在神经元的群体感受野内,考虑神经元的动态突触连接,融合单细胞的脉冲频率响应,实现对纹理信息的抑制作用。以BSDS500图库的图像为实验对象,结果显示该方法在提取主体轮廓的过程中能有效抑制纹理信息,其对100幅图像最佳检测结果的P值指标均值和标准差为0.58±0.04,相对CORF和CO等其他对比方法,可提高轮廓提取的准确率。所提出方法可有效实现图像的轮廓检测,为利用颜色信息以及神经元之间的动态编码、实现更高级皮层的图像理解或者视觉认知提供新的思路。

关键词：轮廓检测颜色拮抗方向选择动态编码

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基于动态平面波编码的背景速度场构建方法

中国石油大学学报（自然科学版） 2020年第5期44卷 32-38页

作者：李振春国运东黄建平李庆洋崔超中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中国石化中原油田分公司物探研究院河南濮阳457001 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071

全波形反演(FWI)的反演能力很大程度上依赖于初始模型和低频数据,而地震数据中常常缺失低频成分,因此准确地恢复中低波数分量(背景模型)是非常重要的。为了对背景模型进行反演,采用一种新的策略,即利用参考震源点与射线参数合成平面波... 详细信息

全波形反演(FWI)的反演能力很大程度上依赖于初始模型和低频数据,而地震数据中常常缺失低频成分,因此准确地恢复中低波数分量(背景模型)是非常重要的。为了对背景模型进行反演,采用一种新的策略,即利用参考震源点与射线参数合成平面波。通过平面波多尺度全波反演(PMFWI)方法,可以对单个射线参数合成更多的平面波,从而反演得到背景模型。通过不同参考震源点进行动态编码(DPMFWI),并将该方法应用于SigsBee 2A模型,与传统的FWI相结合,DPMFWI方法可以较准确地反演速度模型。结果表明,该方法通过控制射线参数,可以依次恢复中低波数分量。相对于静态编码,DPMFWI方法每次迭代只需要少量的平面波,大大减少了计算量。

关键词：全波形反演平面波编码多震源反演低波数反演动态编码

基于分段全变分约束的动态混合编码震源全波形反演

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地球物理学进展 2019年第4期34卷 1535-1540页

作者：邢贞贞张盼韩立国尹语晨吉林大学地球探测科学与技术学院

震源编码技术可以大大缩短全波形反演过程中的正演耗时,从而大大提高反演的计算效率.但是震源混叠会在反演结果中引入串扰噪声.本文将全变分约束引入全波形反演,并根据动态混合编码策略的串扰噪声特征,提出了基于分段全变分约束的全波... 详细信息

震源编码技术可以大大缩短全波形反演过程中的正演耗时,从而大大提高反演的计算效率.但是震源混叠会在反演结果中引入串扰噪声.本文将全变分约束引入全波形反演,并根据动态混合编码策略的串扰噪声特征,提出了基于分段全变分约束的全波形反演方法.全变分约束能锐化模型界面,同时压制层内随机噪声.将全变分约束与混合编码震源全波形反演方法联合,并结合分段约束策略,能在大大提高计算效率的同时,克服串扰噪声的干扰.在数值模拟部分,分别将本文方法在Marmousi模型和Overthrust模型上进行了测试,结果表明本文方法在压制多震源串扰噪声方面较常规方法具有明显的优势.

关键词：全波形反演分段全变分动态编码多震源

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XML数据的动态编码和分布式管理技术

XML数据的动态编码和分布式管理技术

作者：范远超华东师范大学

学位级别：硕士

在网络技术的日益发展下,非结构化数据的数量日趋增大,非结构化数据管理技术的研究具有重要的理论意义和应用价值。作为非结构化数据中的关键技术,XML数据的广泛应用使得XML数据的有效管理成为数据库领域新的挑战和热点研究问题。同时,... 详细信息

在网络技术的日益发展下,非结构化数据的数量日趋增大,非结构化数据管理技术的研究具有重要的理论意义和应用价值。作为非结构化数据中的关键技术,XML数据的广泛应用使得XML数据的有效管理成为数据库领域新的挑战和热点研究问题。同时,面对海量数据计算的要求,一种新兴的计算模式——云计算得到快速发展,在云环境中如何满足数据密集型计算的需求是当前计算机领域的一个重点研究方向。随着XML应用的不断深入以及大规模分布式计算技术的不断演进,分布式XML数据管理技术逐渐成为XML数据研究领域新的发展方向。在XML数据管理技术领域中,本文针对支持动态更新的XML数据编码技术、以及云计算环境中XML数据的分布式存储管理技术,做了详细探讨和主要创新。在XML数据编码技术领域,绝大多数对于XML的索引和查询技术都是基于某种XML编码方法,因为编码可以快速判断XML文档中任意两个结点之间是否存在祖先-后代关系或者父子关系。现有的XML基本编码技术有起止编码和前缀编码,但这些编码方法在XML文档更新时会遇到重新编码的问题。本文分析了现有的支持动态更新的XML编码技术(位字符串编码和向量编码)的原理和本质,提出了基于数字的XML动态编码方法的一个通用的框架。根据用户自定义的数值大小比较方法的不同,该通用动态编码框架可以实现为多种具体的XML动态编码技术。同时,基于该通用框架,本文又提出了一种新的XML动态编码技术——根号编码。实验证明,根号编码能够很好地用于XML编码的生成、插入更新和查询判断的操作,尤其在倾斜插入操作中,根号编码所需的空间资源远远小于现有的两种编码技术。在XML数据的存储管理领域,传统的单机和小规模分布式平台已经不能满足海量数据管理的需要,Hadoop分布式文件系统(HDFS)具有可扩展性、高可用性、容错性的优势,为海量数据存储提供了有效的管理平台。本文基于HDFS平台和MapReduce编程框架,设计并实现了分布式环境中海量XML数据的存储和查询管理系统,该系统能够实现对海量XML数据的分布式存储,以及对指定XML数据的快速读取的功能,并在以音频特征数据为代表的海量XML数据集的应用中验证其可靠性和高效性。在系统的关键技术中,首先将音频特征数据表示为XML树的逻辑结构,然后结合格雷码建立XML数据的索引,并设计数据的存储结构在HDFS平台上进行分布式存储,最后引入分布式缓存Memcached优化数据读取的时间响应性能。基于HDFS和MapReduce实现的海量XML数据存储和读取系统,并不局限于对音频特征数据应用的管理,其它的数据都可以类似地表示为XML树逻辑模型,在此系统上进行可扩展的分布式存储管理。

关键词： XML 动态编码位字符串编码向量编码根号编码分布式系统 HDFS MapReduce 格雷码 Memcached

原生XML数据库动态结点编码方案分析与应用的研究

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原生XML数据库动态结点编码方案分析与应用的研究

作者：吕向风天津工业大学

学位级别：硕士

随着XML相关标准的制定,Internet上出现了大量的XML文档,如何有效地管理和查询这些文档成为一个亟待解决的问题,这一问题的出现极大地促进了XML数据库技术的研究。原生XML数据库（NXD）是专为存储和管理XML文档而提出的,在NXD中的XML文... 详细信息

随着XML相关标准的制定,Internet上出现了大量的XML文档,如何有效地管理和查询这些文档成为一个亟待解决的问题,这一问题的出现极大地促进了XML数据库技术的研究。原生XML数据库（NXD）是专为存储和管理XML文档而提出的,在NXD中的XML文档查询主要包括值查询和结构查询,其中的结构查询是XML查询的一个重要内容。判断结点之间的结构关系的主要思想是将一个复杂的查询模式分解成为若干个二元基本结构关系的集合,首先计算二元基本结构关系,然后将基本的匹配结果组合起来。在这种处理策略下,基本结构关系（包括父子关系和祖先-后代关系）的计算成为查询处理的关键操作,这种操作被称为结构连接（或包含连接）。各种索引的建立可以提高结构连接算法的效率,而XML结点编码可以方便地建立各种索引,所以XML文档结点编码方案的研究引人注目。本文在对原生XML数据库中动态结点编码方案及其应用进行透彻剖析的基础上,重点对三种动态结点编码方案,即ORDPATH编码、DeweyIDs编码及DLN编码进行了研究,并用C#开发了三种编码方案的软件。然后,用十个标准的XML文档测试集对三种编码方案进行测试,根据测试结果对三种动态编码的确定性、动态性和压缩性进行了分析与比较:在此基础上,从理论上进一步对XML动态编码的性能进行了分析比较,着重分析了动态编码的压缩性。对动态编码压缩性理论分析所采用的标准是:编码K个层标识占用的存储空间S,分别对用固定长度、长度域、前缀编码及控制标记等四种方式编码K个层标识占用的存储空间S进行统计,最终归纳出关于S与K的通式。通过一系列研究,进一步验证了动态结点编码在编码时间和空间效率的高效性。最后,对动态编码方案在查询计划和查询处理模型中的应用进行了探讨。

关键词： XML 结点编码动态编码查询计划查询处理模型