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贝叶斯程序分析

电子学报 2024年第4期52卷 1155-1172页

作者：张昕王冠成吴宜谦陈逸凡李天驰张羿凡熊英飞高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 北京100871 北京大学计算机学院北京100871

程序分析在软件开发和维护中发挥着关键作用.然而,传统基于逻辑的程序分析方法在处理现代复杂、大规模和动态特性丰富的软件系统时往往效果有限,其根源在于软件系统中的不确定性.研究人员针对具体的程序分析问题提出了一系列新的技术,... 详细信息

程序分析在软件开发和维护中发挥着关键作用.然而,传统基于逻辑的程序分析方法在处理现代复杂、大规模和动态特性丰富的软件系统时往往效果有限,其根源在于软件系统中的不确定性.研究人员针对具体的程序分析问题提出了一系列新的技术,其特征是在传统逻辑分析的基础上结合概率信息来捕获软件系统中的不确定性.通过总结和抽象这些已有工作,本文提出了贝叶斯程序分析框架,其核心思想是结合程序分析和贝叶斯统计推断,通过建模和更新关于程序的概率分布来推断有关程序行为的信息.贝叶斯程序分析采用概率逻辑编程来同时处理概率信息和逻辑信息,用统一的方式捕获了现有的多项不同工作,也能泛化到程序缺陷定位和差异调试等非传统程序静态分析任务上.本文给出了贝叶斯程序分析框架的定义,展示了该框架在程序分析和相关领域的应用,并展望了未来发展方向.

关键词：程序分析逻辑编程概率逻辑编程贝叶斯网络贝叶斯推断

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文本到视频生成:研究现状、进展和挑战

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1632-1644页

作者：邓梓焌何相腾彭宇新北京大学王选计算机研究所北京100080

文本到视频生成旨在根据用户给定的文本描述生成语义一致、内容真实、时序连贯且符合逻辑的视频。该文首先介绍了文本到视频生成领域的研究现状,详细介绍了3类主流的文本到视频生成方法:基于循环网络与生成对抗网络(GAN)的生成方法,基于... 详细信息

文本到视频生成旨在根据用户给定的文本描述生成语义一致、内容真实、时序连贯且符合逻辑的视频。该文首先介绍了文本到视频生成领域的研究现状,详细介绍了3类主流的文本到视频生成方法:基于循环网络与生成对抗网络(GAN)的生成方法,基于Transformer的生成方法和基于扩散模型的生成方法。这3类生成方法在视频生成任务上各有优劣:基于循环网络与生成对抗网络的生成方法能生成较高分辨率和时长的视频,但难以生成复杂的开放域视频;基于Transformer的生成方法有能力生成复杂的开放域视频,但受限于Transformer模型单向偏置、累计误差等问题,难以生成高保真视频;扩散模型具有很好的泛化性,但受制于推理速度和高昂的内存消耗,难以生成高清的长视频。然后,该文介绍了文本到视频生成领域的评测基准和指标,并分析比较了现有主流方法的性能。最后,展望了未来可能的研究方向。

关键词：文本到视频生成扩散模型生成对抗网络

面向深地探测的光纤重力梯度仪测量原理与研制进展

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地球物理学报 2024年第2期67卷 809-819页

作者：王文伯陈彦钧朱兰鑫黄慧敏操玉文曹新宇周子奇周桐何妍时方朔李正斌北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 北京大学软件与微电子学院北京102600 北京大学信息科学技术学院北京100871

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速... 详细信息

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速度计进行精密传感.本文设计了重力梯度原型样机,并利用ANSYS有限元仿真论证了其可行性与稳定性,在此基础上对光纤重力梯度原型样机进行了长达14天的连续静态测试,得到角加速度测量本底噪声低于3×10^(-10)rad·s^(-2)·Hz^(-1/2),对应重力梯度测量噪声达0.68 E·Hz^(-1/2).基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量没有对传感单元一致性的要求,无需复杂的环境控制与辅助设备,测试结果展现了其高灵敏度特性以及应用于深地探测的巨大潜力.

关键词：深地探测重力梯度光纤角加速度计

利用超快光谱与可见/红外双激发荧光对长寿命振动热基态的直接观察

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 411-419,I0070-I0087,I0105页

作者：喻琪锐李鑫茂沈成桢于志浩关键鑫郑俊荣北京大学化学与分子工程学院北京100871

在超快红外光谱测量中观察到的纳秒级弛豫诱导漂白信号被广泛认为是由于红外激发热化产生的局部热效应。本文结合超快红外泵浦/探测、二维红外光谱、可见泵浦/红外探测和超快可见/红外双共振荧光实验,发现甲醇溶液中荧光素二价阴离子的... 详细信息

在超快红外光谱测量中观察到的纳秒级弛豫诱导漂白信号被广泛认为是由于红外激发热化产生的局部热效应。本文结合超快红外泵浦/探测、二维红外光谱、可见泵浦/红外探测和超快可见/红外双共振荧光实验,发现甲醇溶液中荧光素二价阴离子的振动热基态寿命出人意料的长,能达到纳秒级.结果表明,在非线性红外实验中观察到的长寿命漂白信号在最初的几纳秒内一定存在这些热基态的重要贡献.类似的机制很可能也适用于其他分子系统,热基态的存在时间能比以往的预期长得多,有可能被应用于调控化学反应.

关键词：超快光谱荧光可见红外双激发长寿命热基态二维红外光谱泵浦-探测

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摩尔纹图案自动去除技术综述

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 728-747页

作者：亓文法刘宇鑫郭宗明北京大学王选计算机研究所北京100080

如今,数码相机和智能手机在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,已经成为人们感知世界、记录信息和沟通交流的主要工具.当使用这些设备拍摄电子屏幕时,显示设备和摄像头传感器网格之间往往会发生混叠,通常导致图片中存在不规则分布的... 详细信息

如今,数码相机和智能手机在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,已经成为人们感知世界、记录信息和沟通交流的主要工具.当使用这些设备拍摄电子屏幕时,显示设备和摄像头传感器网格之间往往会发生混叠,通常导致图片中存在不规则分布的摩尔纹干扰图案,从而严重影响了拍摄图像的视觉质量效果.因此,摩尔纹图案去除方法研究对于拍摄图像的后期处理具有重要意义.为此,详细梳理了摩尔纹去除研究的发展脉络,并根据不同的适用场景和技术实现将现有方法分为2类:基于先验知识的摩尔纹去除方法和基于深度学习的摩尔纹去除方法.鉴于深度学习网络中训练数据集的收集和对齐方式不同,该类方法又分为基于卷积神经网络(CNN)的摩尔纹去除方法和基于生成式对抗网络(GAN)的摩尔纹去除方法.在此基础上,选择相同的公开数据集,对主流的深度学习方法进行算法实现和性能对比分析,并分别总结了各类方法的优缺点.最后,对未来的研究方向进行展望.

关键词：摩尔纹图案图像恢复多尺度深度学习卷积神经网络生成式对抗网络

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中国近海及西北太平洋气溶胶铁的研究进展

中国环境科学 2024年第2期44卷 602-619页

作者：张天乐郑玫北京大学环境科学与工程学院北京100871

总结中国近20年来近海及西北太平洋区域海洋气溶胶中铁的研究进展.从铁排放清单的角度,介绍从沙尘铁清单到人为源铁清单建立的历程,包括总铁和可溶性铁;总结气溶胶中铁浓度的测量方法和来源解析技术的最新进展,强调未来海洋总铁和可溶... 详细信息

总结中国近20年来近海及西北太平洋区域海洋气溶胶中铁的研究进展.从铁排放清单的角度,介绍从沙尘铁清单到人为源铁清单建立的历程,包括总铁和可溶性铁;总结气溶胶中铁浓度的测量方法和来源解析技术的最新进展,强调未来海洋总铁和可溶铁在线测量的重要性,在线测量是获得高分辨率海洋气溶胶铁时空分布特征的关键;此外,指出新兴的铁同位素分析技术可实现对气溶胶铁来源的定量解析,同时将铁的在线测量技术与源解析受体模型结合是定量认识铁来源的新路径;最后总结气溶胶铁沉降对海洋生态和气候的影响,气溶胶铁沉降对浮游植物的生长具有明显的促进作用,但铁沉降气候效应的定量评估仍存在较大的不确定性.未来应加强对海洋大气铁观测数据的积累,深入对铁化学相关机制的研究,并及时推动大气与海洋模型的结合.

关键词：海洋气溶胶铁排放清单来源解析海洋响应

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AI助力打造科学研究新范式

中国科学院院刊 2024年第1期39卷 10-16页

作者：鄂维南北京大学北京100871 北京科学智能研究院北京100084

科学研究的目的是发现基本原理和解决实际问题。尽管人类在发现基本原理和解决实际问题上已经取得了巨大成就,但有效工具和有效科研组织模式的缺乏仍然是制约科研效率的主要瓶颈。人工智能(AI)的迅速发展为改变这种状况提供了新的可能... 详细信息

科学研究的目的是发现基本原理和解决实际问题。尽管人类在发现基本原理和解决实际问题上已经取得了巨大成就,但有效工具和有效科研组织模式的缺乏仍然是制约科研效率的主要瓶颈。人工智能(AI)的迅速发展为改变这种状况提供了新的可能。近年来,深度学习方法在科学研究领域大放异彩,不仅助力解决了一些核心科学问题,扩展了科学方法,也开始带动科学研究从传统的“作坊模式”转向“平台模式”。目前,我国已在人工智能驱动的科学(AI for Science)领域打下良好基础,应把握机遇,争取引领科技创新,为人类的科技发展作出贡献。

关键词：人工智能驱动的科学研究科学计算安卓模式

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单侧胸椎旁阻滞对实施双腔气管插管患者血流动力学和意识水平的影响

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北京大学学报（医学版） 2024年第5期56卷 890-895页

作者：王军姚兰张宁索利斌李红培魏越查鹏梁正刘鲲鹏北京大学国际医院麻醉科北京102206 北京大学国际医院胸外科北京102206

目的:观察单侧胸椎旁给予利多卡因椎旁阻滞对双腔气管插管患者血流动力学和意识水平的影响。方法:选择2021年6月至10月在北京大学国际医院接受经口双腔气管插管全身麻醉下实施择期手术的胸外科患者共40例,患者年龄19~65岁,美国麻醉医师... 详细信息

目的:观察单侧胸椎旁给予利多卡因椎旁阻滞对双腔气管插管患者血流动力学和意识水平的影响。方法:选择2021年6月至10月在北京大学国际医院接受经口双腔气管插管全身麻醉下实施择期手术的胸外科患者共40例,患者年龄19~65岁,美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists, ASA)Ⅰ~Ⅱ级,随机表法将入选患者分入常规双腔气管插管组(C组,20例)和胸椎旁阻滞给予利多卡因后实施双腔气管插管组(P组,20例)。麻醉诱导后分别采用Macintosh直接喉镜实施经口气管插管操作,观察两组患者麻醉诱导前后,气管插管时,以及气管插管后第1、2、3、4、5分共8个时点的血压(blood pressure, BP)、心率(heart rate, HR)、心率-血压乘积(rate-pressure product, RPP)和脑电双频指数(bispectral index, BIS)的变化,并记录气管插管时间。结果:麻醉诱导后,两组患者的BP和RPP均较麻醉诱导前基础值明显降低。与麻醉诱导后相比较,气管插管后两组患者的BP、HR和RPP明显升高。与麻醉诱导前相比较,气管插管后C组患者舒张压(diastolic blood pressure, DBP)和平均动脉压(mean arterial pressure, MAP)明显升高,且持续时间约1 min, P组患者收缩压(systolic blood pressure, SBP)无明显增加,DBP在插管后即刻明显增加。与麻醉诱导前比较,两组患者气管插管后HR均明显升高,C组患者HR增快持续约4 min, P组患者HR在插管后即刻明显增加。与C组相比较,观察期内P组气管插管后SBP、DBP、MAP、HR和RPP均明显降低。与基础值相比,两组患者麻醉诱导后和气管插管后观察期间的BIS值均明显降低,且两组间差异无统计学意义。与C组比较,观察期P组SBP大于基础值30%和RPP大于22 000的发生率明显较低,且P组患者中无RPP大于22 000者。在观察期内两组患者SBP小于基础值30%的发生率和HR小于基础值30%的患者比例差异无统计学意义,在整个观察过程中,两组均未发生严重心动过缓。结论:单侧胸椎旁阻滞在双腔气管插管期间能有效减轻由插管导致的血流动力学变化,且对意识水平无明显影响。

关键词：插管法气管内利多卡因血流动力学麻醉全身胸椎旁阻滞

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基于北京大学无线网的VoIP实现

通信学报 2006年第z1期27卷 155-158页

作者：尚群王竹威张蓓北京大学计算中心北京100871 北京大学计算中心北京100871 北京大学计算中心北京100871

VoIP利用IP网络实现语音通信,是当前校园网流行的一种网络应用.北京大学利用现有的校园无线网络Wireless PKU实验运行VoIP,实现了用户间利用WiFi手机的SIP语音通信;同时通过与基础电信运营商合作,建立与传统电话业务网的连接,实现真正... 详细信息

VoIP利用IP网络实现语音通信,是当前校园网流行的一种网络应用.北京大学利用现有的校园无线网络Wireless PKU实验运行VoIP,实现了用户间利用WiFi手机的SIP语音通信;同时通过与基础电信运营商合作,建立与传统电话业务网的连接,实现真正意义上的IP电话.

关键词：无线局域网软交换 VoIP SIP